Forschungsdaten-Kolloquium: Forschungsdatenmanagement mit Nomad (Ein Erfahrungsbericht)

Hybride Veranstaltung, Zoom-Link und weitere Informationen unter https://www.studon.fau.de/crs5063948.html

Die FAIR-Prinzipien erfordern viel mehr als die bloße Digitalisierung von Laborbüchern. Wiederverwendbare, dialogfähige Forschungsdaten setzen die strukturierte Erfassung von Daten und Metadaten voraus. Idealerweise erfolgt diese Strukturierung unter Verwendung von Standards der jeweiligen Forschungsgebiete; diese Standards werden aktuell im Rahmen der NFDI-Konsortien entwickelt. Nur so können Dritte Daten verstehen und Experimente nachvollziehen oder KI-Systeme neue Erkenntnisse aus der Verknüpfung unterschiedlicher Datensätze gewinnen.

Am Lehrstuhl für Angewandte Physik haben wir unsere Forschungsabläufe analysiert und modelliert. Als digitale Plattform für unsere Forschungsdaten nutzen wir die open-source Software NOMAD Oasis, die im NFDI-Konsortium FAIRmat entwickelt wird. NOMAD Oasis ist u. a. ein „schema-first“ elektronisches Laborbuch (ELN). Die Schemadefinition unterstützt dabei auch Vererbung, so dass sich spezialisierte Schemata von allgemeineren Klassen ableiten lassen. Individuelle Schemaerweiterungen erlauben die flexible ad-hoc Ergänzung von annotierten Datenfeldern. Auf der Basis dieser Schemata versteht NOMAD Oasis Datendateien, indiziert Daten für Suchfunktionalitäten und bietet Web-Formulare für die ELN-Funktionalität an.

In der experimentellen Physik der kondensierten Materie (und anderen Forschungsgebieten) gibt es eine weitere Herausforderung: die möglichst vollständige Metadatenerfassung in spezialisierten ad-hoc Experimenten. Solche Experimente werden individuell für die jeweilige wissenschaftliche Fragestellung unter Verwendung unterschiedlichster Messinstrumente aufgebaut. Für die Steuerung und Datenerfassung entwickeln wir am Lehrstuhl für Angewandte Physik im Rahmen des FAIRmat-Konsortiums die open-source Software NOMAD CAMELS. Diese Software erlaubt die flexible Definition von Messabläufen über eine grafische Benutzeroberfläche und übernimmt die Steuerung der Messgeräte sowie die automatisierte, vollständige Dokumentation der aufgenommenen Daten einschließlich aller dem Computer zugänglichen Metadaten. Unser Ziel ist dabei eine niederschwellige Nutzung ohne Programmierkenntnisse und damit eine Entlastung der Wissenschaftler. Gleichzeitig ist CAMELS aber skalierbar für die Verwendung in großen, verteilten Messsystemen.

Der Vortrag ist ein Erfahrungs- bzw. Statusbericht und stellt unseren aktuellen Stand der Arbeiten dar.