Center for Data and Computing in Natural Science (CDCS)Überblick im Datendickicht

19. Mai 2020, von Heiko Fuchs

Foto: DESY/Lucid Berlin/HPI/UHH

Was haben Röntgenlichtquellen, Teilchenbeschleuniger, Radioteleskope, Kryo-Elektronenmikroskope und wissenschaftliche Simulationen gemeinsam? Sie produzieren immense Datenmengen, die erfasst, analysiert und archiviert werden müssen. Im „Center for Data and Computing in Natural Science“ (CDCS) werden dafür moderne Lösungen an der Schnittstelle von Informatik und Naturwissenschaften entwickelt.

In der naturwissenschaftlichen Forschung werden durch die zunehmende Automatisierung der Experimente, die Digitalisierung komplexer technischer Systeme und die wachsende Bedeutung von Simulationen riesige Datenmengen erzeugt. Das Fahnden nach neuen Erkenntnissen und Mustern in diesen Datenmengen gleicht oft der sprichwörtlichen Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Inzwischen bestimmt die Fähigkeit, große Datenströme effizient in Wissen zu überführen, häufig über den Erfolg der Forschung. Es gibt zwar verschiedene Möglichkeiten und Methoden, zum Beispiel Algorithmen der Künstlichen Intelligenz, aber diese gehören noch nicht zum Standard-Repertoire von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern. Es wird daher Know-How aus der Informatik und der Mathematik benötigt. Damit nicht alle Forschungsgruppen eigene und eventuell schon vorhandene Lösungen neu entwickeln müssen, wurde das CDCS als eine Kooperation der Universität Hamburg, des Deutschen Elektronensynchrotrons (DESY) und der Technischen Universität Hamburg gegründet.

Kernstück des CDCS sind vier anwendungsorientierte, interdisziplinäre Labore aus den Bereichen Astro- und Teilchenphysik, Photonenwissenschaften, Strukturelle Systembiologie und Beschleunigerphysik, die von einer Informatik-Zentraleinheit unterstützt werden. Durch die enge Verzahnung von naturwissenschaftlicher Forschung mit neusten Erkenntnissen aus der Informatik können komplexe Softwarekomponenten entwickelt, für konkrete Aufgaben angepasst und interdisziplinäre Werkzeuge geschaffen werden.

Eine enge Zusammenarbeit ist mit der im Jahr 2019 etablierten Helmholtz-Graduiertenschule DASHH vorgesehen. DASHH steht für „Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter“ und beschäftigt sich mit ähnlichen datenwissenschaftlichen Fragestellungen in der naturwissenschaftlichen Forschung.

Das CDCS wird durch „Hamburg X" von der Behörde für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung (BWFG) gefördert und ist ein wichtiger Baustein für die zukünftige Science City Bahrenfeld.