Quelle: Eigene Darstellung
Wie lassen sich Forschungsdaten aus den Materialwissenschaften und der Werkstofftechnik FAIR gestalten und langfristig nachnutzen? Mit dieser Frage beschäftigt sich NFDI-MatWerk. Im ersten Beitrag unserer Reihe zu den Konsortien der zweiten NFDI-Förderrunde mit RWTH-Beteiligung stellen wir NFDI-MatWerk vor und zeigen, welche Rolle die RWTH darin übernimmt, was in der ersten Förderphase erreicht wurde und welche Ziele für die zweite Förderphase im Mittelpunkt stehen.
NFDI-MatWerk im Überblick
In den Materialwissenschaften und der Werkstofftechnik entstehen sehr unterschiedliche Forschungsdaten. Dazu gehören experimentelle Messdaten ebenso wie Simulationsdaten und Daten aus (teil-)digitalisierten Laboren. Um diese Daten langfristig auffindbar, zugänglich und nachnutzbar zu machen, braucht es Lösungen, die die besonderen Anforderungen der Fachcommunity berücksichtigen.
NFDI-MatWerk entwickelt dafür eine FAIRe Forschungsdateninfrastruktur. Im Mittelpunkt stehen die DFG-Fachkollegien 4.31 Werkstofftechnik und 4.32 Materialwissenschaft.
Die Arbeit des Konsortiums umfasst den gesamten Datenlebenszyklus. Themen sind beispielsweise die Digitalisierung von Laboren, der Umgang mit Simulationsdaten, die Entwicklung von Metadatenstandards, Referenzdatensätzen und Ontologien sowie digitale Workflows für regelmäßig wiederkehrende Versuche.
Hinzu kommt die Vermittlung von Grundlagen des Forschungsdatenmanagements und die Integration entsprechender Themen in die Lehre.
Diese Fragestellungen sollen möglichst gemeinsam innerhalb der Fachcommunity bearbeitet werden. So möchte NFDI-MatWerk Insellösungen vermeiden, die Digitalisierung der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik voranbringen und so viele Forschende wie möglich in den Prozess integrieren sowie auf ihre Bedarfe reagieren.
Die RWTH im Konsortium
Die RWTH Aachen ist als Co-Applicant an NFDI-MatWerk beteiligt. Das IT Center wirkt mit der Abteilung Research Process and Data Management (RPDM) in der Task Area „Material Data Interoperability“ (MDI) mit und übernimmt dort Aufgaben in der Koordination. In der zweiten Förderphase übernehmen Prof. Dr. Müller und Dr. Marius Politze gemeinsam die Rolle der Co-Spokespersons des Konsortiums.
Auch der Lehrstuhl für Werkstoffphysik und das Institut für Metallkunde und Materialphysik unter Prof. Sandra Korte-Kerzel und Ulrich Kerzel sind über ein Participant Project beteiligt.
Das IT Center bringt insbesondere Erfahrungen beim Aufbau konföderierter IT-Infrastrukturen und Architekturen sowie Expertise zu Metadaten und FAIR Digital Objects (FDOs) ein. Internationale Standards spielen dabei ebenso eine Rolle wie die Vernetzung mit nationalen und internationalen Communities, beispielsweise der Research Data Alliance (RDA) und der HPC-Community. Hinzu kommt die Zusammenarbeit mit NFDI Base Services und NFDI-Sektionen auf organisatorischer und technischer Ebene.
Eine weitere Verbindung zur RWTH besteht über Coscine. Für die Plattform wurde ein NFDI-MatWerk-Basisprofil entwickelt, das auf die Anforderungen der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik zugeschnitten ist. Forschende können es als Grundlage für die strukturierte Beschreibung ihrer Forschungsdaten verwenden. Auch an einer Companion App für Coscine wird im Rahmen von NFDI-MatWerk gearbeitet.
Die RWTH beteiligt sich außerdem an Angeboten für die Fachcommunity, beispielsweise an Spring und Summer Schools. Über das Participant Project „Structural and chemical atomic complexity“ im CRC 1394 fließen zudem verschiedene konkrete Anwendungsfälle in die Arbeit des Konsortiums ein.
Bisherige Entwicklungen
In der ersten Förderphase hat NFDI-MatWerk zahlreiche Lösungen entwickelt, die verschiedene Stationen des Forschungsdatenlebenszyklus abdecken. Dazu gehören Software, Tools und Services, semantische Lösungen und Bestandteile der zugrunde liegenden IT-Architektur.
Auf der Website von NFDI-MatWerk lassen sich die bisherigen Ergebnisse aus verschiedenen Perspektiven erkunden. Sie sind entlang des Datenlebenszyklus, anhand der IT-Architektur und gesammelt in der Übersicht „All Solutions“ aufbereitet.
Wie diese unterschiedlichen Bausteine in der Forschungspraxis zusammenspielen können, zeigen die Demonstratoren. Anhand konkreter Forschungsfragen wird dort veranschaulicht, wie verschiedene Tools und technische Komponenten miteinander kombiniert werden können. Einige der Demonstratoren sind interaktiv und können direkt ausprobiert werden.
Die zweite Förderphase
In der zweiten Förderphase rückt die Nutzung der bisher entwickelten Lösungen stärker in den Vordergrund. Die bestehenden Angebote sollen weiterentwickelt, gepflegt und so aufbereitet werden, dass sie von der Community möglichst einfach nachgenutzt werden können. Gleichzeitig sollen sie für eine breitere Nutzung innerhalb der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik skaliert werden.
Auch der Austausch mit der Community soll intensiviert werden. Geplant ist dafür unter anderem eine Community Membership, die einen niedrigschwelligen Zugang zum Konsortium ermöglichen soll. Vorgesehen sind ein Diskussionsbereich und Möglichkeiten, sich bei konkreten Fragen direkt mit Expertinnen und Experten auszutauschen. Eine Anmeldung ist bereits auf der Webseite möglich.
Mit „Book an Expert“ soll beispielsweise ein Angebot entstehen, über das Forschende unkompliziert und kurzfristig Unterstützung bei konkreten Fragen aus ihrem Forschungsalltag erhalten können. Das kann die Auswahl einer passenden Ontologie ebenso betreffen wie Schwierigkeiten mit einer Schnittstelle. Perspektivisch sollen über die Community Membership auch Zugänge zu Coscine und Speicherangeboten ermöglicht werden.
Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung einfach nutzbarer Portfolios für typische Fragestellungen aus den Materialwissenschaften und der Werkstofftechnik. Statt einzelne Lösungen separat betrachten zu müssen, sollen Forschende auf geeignete Kombinationen bestehender Angebote zurückgreifen können.
Mehrwert für Forschende
Die Angebote von NFDI-MatWerk sollen Forschende dabei unterstützen, FAIRes Forschungsdatenmanagement in ihren Arbeitsalltag zu integrieren, ohne für jedes Projekt eigene Lösungen entwickeln zu müssen. Nachnutzbare Workflows und Services können dafür eine Grundlage bieten.
Die Demonstratoren geben konkrete Beispiele dafür, wie solche Workflows aussehen können. Auch bei der Auswahl und Nutzung von Ontologien bietet das Konsortium Orientierung.
Für Forschende ist zudem die Verbindung zu Coscine relevant. Das NFDI-MatWerk-Basisprofil kann direkt nachgenutzt werden und bietet eine Grundlage für die Beschreibung von Forschungsdaten mit passenden Metadaten. Falls weitere Angaben benötigt werden, lässt sich das Profil um eigene Felder ergänzen.
Gerade für kleinere Forschungsgruppen oder einzelne Forschende kann es hilfreich sein, auf bereits entwickelte Standards, Workflows und Erfahrungen der Fachcommunity zurückzugreifen. Zusätzlich stehen Ansprechpartnerinnen und Ansprechpartner mit Expertise im Forschungsdatenmanagement der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik zur Verfügung.
Zusammenarbeit innerhalb der NFDI
NFDI-MatWerk arbeitet in verschiedenen Bereichen mit anderen NFDI-Konsortien zusammen. Dazu gehören gemeinsame Summer Schools, wie 2026 mit FAIRmat in Erlangen, sowie gemeinsame Use Cases mit FAIRmat oder NFDI4ING. Die Zusammenarbeit wird teilweise auch über gemeinsame Memoranda of Understanding geregelt.
Darüber hinaus beteiligt sich das Konsortium an NFDI-Sektionen und Arbeitsgruppen, beispielsweise zu Education & Training und Helpdesk-Themen.
Auch die NFDI Base Services spielen eine Rolle. Eine enge Verbindung besteht zu IAM4NFDI und zur Sektion Common Infrastructure. Die geplante Community Membership wird beispielsweise im Rahmen eines Inkubators bei IAM4NFDI erprobt. NFDI-MatWerk beteiligt sich außerdem am Austausch mit Accounting4NFDI und arbeitet mit DMP4NFDI zusammen.
Ausblick
In den kommenden Jahren soll sich die Arbeit von NFDI-MatWerk stärker auf den Rollout der bisher entwickelten Lösungen konzentrieren. Angebote aus der ersten Förderphase sollen in der Community verbreitet, für eine breitere Nutzung skaliert und langfristig nachnutzbar gemacht werden.
Zu den Schwerpunkten gehören der Knowledge Graph, die stärkere Einbindung der Community und der Rollout bestehender Lösungen.
Auch Künstliche Intelligenz und die AI Readiness von Forschungsdaten gewinnen an Bedeutung. Daten und Infrastrukturen sollen so gestaltet werden, dass sie künftig besser für KI-Anwendungen genutzt werden können. Gleichzeitig sollen einfach nutzbare Portfolios entstehen, die Forschende bei konkreten Fragestellungen aus den Materialwissenschaften und der Werkstofftechnik unterstützen.
Mit der weiteren Entwicklung der NFDI verändert sich auch die Zusammenarbeit zwischen den Konsortien. NFDI-MatWerk möchte diesen Prozess mitgestalten und die Zusammenarbeit mit fachlich verwandten Konsortien weiter ausbauen. Im Sinne einer „One NFDI“ sollen Lösungen stärker miteinander verbunden und über einzelne Konsortien hinaus nachnutzbar werden.
Mehr erfahren
Weitere Informationen zu NFDI-MatWerk und den bisherigen Ergebnissen finden Sie auf der Website von NFDI-MatWerk.
Bei Fragen zur NFDI oder zum FDM im Allgemeinen freut sich das FDM-Team auf Ihre Nachricht.
Verantwortlich für die Inhalte dieses Beitrags sind Anika Fritsch, Katharina Grünwald, Sebastian Slawik und Arlinda Ujkani.
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