Ein größeres Ganzes? Der Trend zum Daten-Teilen

Daten zu teilen ist keine ganz neue Idee, doch in den letzten Jahren hat dieser Trend die wissenschaftliche Sphäre verlassen – und für Konzepte wie den digitalen Zwilling ist der Datenaustausch eine zwingende Voraussetzung. 

In der akademischen Forschung ist die Idee von Open Access und geteilten Daten nicht neu. Sie entstand um die Jahrtausendwende unter anderem wegen der exorbitant in die Höhe schießenden Kosten für den Zugang zu wissenschaftlichen Zeitschriften. Aber bald entwickelte sich daraus eine Bewegung, die stark von der Evolution des Internet profitierte und eine grundlegendere Philosophie formulierte. 2002 bzw. 2003 setzten die Budapest Open Access Initiative und die Berliner Erklärung zu Open Access den Ton für die weitere Entwicklung: „Zugangshürden zu dieser Literatur abzubauen wird die Forschung beschleunigen, die Bildung bereichern, dazu führen, dass die Erkenntnisse der Reichen mit den Armen und die der Armen mit den Reichen geteilt werden, dass diese Literatur den größtmöglichen Nutzen bringt, und es wird den Grundstein legen, um die Menschheit in einem gemeinsamen intellektuellen Austausch und der Suche nach Wissen zu vereinen.“

Heute ist Open Access ein weithin akzeptierter Standard für öffentlich finanzierte Forschung, und das reicht über Publikationen hinaus. Die Protagonisten fordern vielmehr, dass auch die wissenschaftlichen Daten selbst zugänglich gemacht werden. Fördereinrichtungen wie die National Science Foundation oder das EU-Forschungs-Rahmenprogramm Horizon 2020 verpflichten die Zuwendungsempfänger dazu, ihre Forschungsdaten zu teilen. Das ermöglicht Qualitätssicherung und Transparenz, aber auch höhere Effizienz, Kosteneinsparungen und die Möglichkeit, vorhandene Daten für weitere Auswertungen zu nutzen.

Doch ein grundlegendes Problem bleibt: Wenn die Daten auch prinzipiell verfügbar sein mögen, unterliegen sie meist keinen gemeinsamen Standards – angefangen von der Datengewinnung über die Formate und die Art, wie sie gespeichert werden. In manchen Disziplinen wurden bereits gemeinsame Infrastrukturen aufgebaut, etwa für Enzyme, Genome oder mikrobielle Stämme.

Hier kommt eine neue ehrgeizige Initiative in Deutschland ins Spiel: Die Entwicklung der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur NFDI. Sie wurde 2018 mit einer Bund-Länder-Vereinbarung auf den Weg gebracht: „Damit aus Forschungsdaten wissenschaftlich breit nutzbare Datenschätze mit gesellschaftlichem Mehrwert werden, braucht Deutschland eine NFDI.“

Die NFDI wird dafür zuständig sein, die Datenpools aus Wissenschaft und Forschung systematisch zu erschließen, zu sichern und zugänglich zu machen. Sie soll außerdem nach Wegen suchen, internationale Datenquellen zu verknüpfen. Der Aufbau dieser Infrastruktur wird wissenschaftlich in einem Netzwerk aus unabhängigen Konsortien vorangetrieben. Die finale Förderung von bis zu 85 Millionen Euro im Jahr kann unter bis zu 30 Konsortien aufgeteilt werden. In der ersten Runde wurden neun Konsortien für die Förderung ausgewählt. Eines davon ist NFDI4Cat, die Nationale Forschungsdateninfrastruktur für Katalyse.

Als interdisziplinäres Forschungsfeld ist die Katalyse von großer strategischer Bedeutung für Wirtschaft und Gesellschaft: Sie ist eine Schlüsseltechnologie, um den Klimawandel zu bekämpfen, nnd nachhaltige Energie und Werkstoffe zu liefern. Beispiele sind Reduzierung von CO₂-Emissionen, die Verwertung von Kunststoffmüll oder CO₂ für die chemische Produktion, die nachhaltige Wasserstoff-Erzeugung, Brennstoffzellentechnologien oder die nachhaltige Lebensmittelerzeugung für über 7 Milliarden Menschen auf der Erde. Damit all das möglich wird, sind revolutionäre Fortschritte in der Katalyseforschung und –technologie notwendig. Das lässt sich nur mit fundamentalen Veränderungen in der Katalyseforschung, in der chemischen Technik und der Verfahrenstechnik erreichen. Eine Herausforderung liegt darin, die verschiedenen Bereiche der Katalyseforschung mit Datenwissenschaftlern und Mathematikern zusammenzubringen, um letztlich das Ziel einer „digitalen Katalyse“ zu verwirklichen. Dazu muss eine Daten-Wertschöpfungskette vom Molekül bis zum chemischen Verfahren aufgebaut werden.

Langsam schwappt die „Kultur des Teilens“ auch in die Industrie über. Das zeigt sich bei NFID4Cat in der starken Industriebeteiligung: Der Katalysator-Entwickler hte GmbH übernimmt eine führende Rolle, während sechs andere bekannte Industrieunternehmen NFDI4Cat beratend unterstützen. In anderen Branchen, besonders in der Pharmaindustrie, ist das Teilen von vorwettbewerblichen Daten schon weithin akzeptiert – und aus guten Gründen: Pharmazeutische Studien sind sehr teuer und dauern lang. Gescheiterte Ansätze zu wiederholen kann teuer werden, und abgesehen von wirtschaftlichen Erwägungen kann es sogar Menschenleben kosten.

Die chemische Industrie folgt dem Trend zur gemeinsamen Nutzung von Daten, vor allem in Sicherheitsfragen. Das kann von Sicherheits-Regularien wie der europäischen REACH-Initiative sogar befördert werden, denn sie verursachen bei den Unternehmen nicht nur das gemeinsame Leid, große Datenmengen bereitstellen und entlang der Wertschöpfungskette teilen zu müssen, sondern liefern auch gleich die Medizin in Form gemeinsamer Initiativen, um diese Daten zu sammeln und zu teilen und damit die Last des Einzelnen zu mindern.

Andere Motive treiben die Industrie ebenfalls in diese Richtung: Die Automatisierung von Labors und Anlagen erfordert einheitliche Datenformate. Initiativen wie die NAMUR bringen Wettbewerber an einen Tisch , um gemeinsame Standards zu vereinbaren und so Technologien möglich zu machen, die allen nützen, ohne den Wettbewerb zu verzerren. Die Integration der Wertschöpfungsketten treibt das Ganze noch einen Schritt weiter: Um das volle Potenzial auszuschöpfen, müssen Daten zwischen Firmen an unterschiedlichen Stellen der Wertschöpfungskette ausgetauscht werden. In einem Bericht aus dem April 2020 listen McKinsey und Fraunhofer mögliche Hürden und Vorteile des Datenteilens in industriellen Ökosystemen auf. Und sie weisen darauf hin, dass es so etwas wie einen digitalen Zwilling ohne Datenaustausch nicht geben kann. So müssen wohl alle Beteiligten in sich gehen und sich vor Augen führen, dass Wissen die einzige Ressource ist, die wächst, wenn man sie nutzt.

www.nfdi.de