QPTDat

Das Vorhaben „Qualitätssicherung und Vernetzung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie – QPTDat“ zielt darauf ab, Prozesse und Methoden für eine qualitätsgesicherte und interdisziplinäre Nachnutzung von Forschungsdaten der Plasmatechnologie zu entwickeln und zu erproben. Hierzu sollen Kurationskriterien und Metadatenstandards im Einklang mit den FAIR-Prinzipien entwickelt werden. Ferner sollen im Sinne eines Open-Data-Science-Ansatzes Konzepte untersucht und entwickelt werden, um mit Hilfe von Blockchaintechnologien Qualitätsprüfungen von Daten und Metadaten zu automatisieren sowie Daten, Qualitätskriterien und Prozesse transparent zu veröffentlichen. Fachspezifische Daten und Metadaten sollen mittels eines Plasmatechnologie-Wissensgraphen vernetzt und in angrenzende Fachbereiche eingebettet werden. Dabei soll die gesamte Fachcommunity kollaborativ miteinbezogen werden.

Das Verbundprojekt QPTDat wird im Rahmen der Richtlinie zur Förderung von Forschungsvorhaben zur Entwicklung und Erprobung von Kurationskriterien und Qualitätsstandards von Forschungsdaten im Zuge des digitalen Wandels im deutschen Wissenschaftssystem durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Partner im Verbundprojekt sind Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) (Förderkennzeichen 16QK03A), FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH (Förderkennzeichen 16QK03B) und Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) (Förderkennzeichen 16QK03C).

Hintergrund

In der Wissenschaftslandschaft werden zunehmend die Notwendigkeit und das Potenzial einer systematischen Archivierung und Veröffentlichung digitaler Forschungsdaten gesehen. Für eine effiziente interdisziplinäre Nachnutzung von Forschungsdaten und einen Abbau der Hemmschwelle zur Sekundärnutzung von Forschungsdaten Dritter, sind die Vernetzung und Qualitätssicherung der bereitgestellten Forschungsdaten wesentliche Faktoren. Eine Umsetzung dieser Kriterien stellt im Bereich der Plasmatechnologie eine besondere Herausforderung dar, da in diesem interdisziplinären Forschungsfeld eine Vielzahl von Forschungsmethoden eingesetzt wird, für die bisher kaum Standards zur Erhebung, Dokumentation und Ablage von Forschungsdaten existieren. Gleichzeitig ist die Plasmatechnologie sowohl in etablierten Technologiefeldern als auch in neuen Anwendungsbereichen mit großem gesellschaftlichem Potenzial, etwa im Bereich neuer Technologien für die Energiewende und in den Bereichen Medizin und Hygiene, vertreten. Damit ist die Etablierung von Prozessen und Standards zur Qualitätssicherung und Nachnutzung von Forschungsdaten hier von außerordentlicher Bedeutung.

Ziel

Das Projekt QPTDat hat das Ziel, die datengestützte Forschung und den Wissenstransfer im Bereich der Plasmatechnologie zu ermöglichen und dauerhaft zu unterstützen. Dazu werden fachspezifische Kriterien herausgearbeitet, die eine qualitätsgesicherte und interdisziplinäre Nachnutzung von Forschungsdaten im Bereich der Plasmatechnologie ermöglichen. Die dazu erforderlichen Metadaten werden mittels einer Ontologie für die Plasmatechnologie semantisch erschlossen und zu einem Plasmatechnologie-Wissensgraphen verknüpft. Auf dieser Grundlage werden schließlich Prozesse zur automatisierten Qualitätsprüfung von Forschungsdaten und zum Reputationsmonitoring auf Basis eines Blockchainprotokolls entwickelt und erprobt. Mit diesen Maßnahmen zur Unterstützung einer massiv datengestützten Forschung wird ein weiterer Schritt unternommen, die Vision einer neuen Ära der Forschung und Technologieentwicklung im Bereich der Plasmatechnologie zu verwirklichen.

Teilvorhaben und Ansprechpartner

Qualitätskriterien für INPTDAT

Unter der Leitung von Dr. Markus Becker werden am INP fachspezifische Qualitätskriterien und Metadatenstandards für die Dokumentation und Kuratierung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie entwickelt und in der Datenplatfform INPTDAT implementiert.

Wissensgraph und Ontologieentwicklung zur Vernetzung von Metadaten

Unter der Leitung von Prof. Dr. Harald Sack werden bei FIZ Karlsruhe fachspezifische Daten und Metadaten semantisch erschlossen und zu einem Plasmatechnologie-Wissensgraphen verknüpft. Dabei werden explizit Verknüpfungen zu externen domänenspezifischen sowie domänenübergreifenden Wissensgraphen (z.B. Wikidata) hergestellt.

Blockchainprotokoll für Qualitätskontrolle und Reputationsindizes

Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Volker Skwarek werden an der HAW Hamburg Konzepte untersucht und entwickelt, um mit Hilfe von Blockchaintechnologien Qualitätsprüfungen von Daten und Metadaten zu automatisieren sowie Daten, Qualitätskriterien und Prozesse transparent zu veröffentlichen.

Weblinks

• Projektwebseite (englisch)
• Plasma Metadata Schema
• Plasma-MDS GitHub Repositories
• Interdisziplinäre Plasmatechnologie-Datenplattform INPTDAT

Veranstaltungen

• “International Workshop on FAIR Data in Plasma Science” on May 16 - 18, 2022: https://www.plasma-mds.org/ws-fair-data-plasma-science.html
• Workshop “FAIR Research Data in Plasma Surface Technology” on June 30 - July 1, 2021: QPTDat Workshop Plasma Surface Technology
• Workshop “Certification of Research Data Using Blockchain Technology”, E-Science-Tage 2021, on March 05, 2021
• Workshop “FAIR Research Data in Plasma Medicine” on October 28 - 29, 2020: QPTDat Workshop Plasma Medicine (Bericht)
• Workshop „Wissensmodellierung und Blockchain für Forschungsdatenmanagement und Open Science in der Plasmatechnologie“ on January 23 - 24, 2020: QPTDat Workshop OpenScience

Umfragen

• Survey on research data management in low-temperature plasma science, 01.06.2020–31.07.2020.

Referierte Journal-Publikationen und Tagungsbeiträge

• I. Chaerony Siffa, J. Schäfer, and M. M. Becker, “Adamant: a JSON schema-based metadata editor for research data management workflows”, F1000Research 11 (2022) 475. https://doi.org/10.12688/f1000research.110875.1.

• S. Tschirner, M. Röper, K. Zeuch, M. M. Becker, L. Vilardell Scholten, V. Skwarek “Fostering Open Data Using Blockchain Technology”, In: Bisset Álvarez E. (eds) Data and Information in Online Environments. DIONE 2021. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering, vol. 378. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77417-2_16.

• St. Franke, L. Paulet, J. Schäfer, D. O'Connell, M. M. Becker. “Plasma-MDS, a metadata schema for plasma science with examples from plasma technology”, Sci. Data 7 (2020) 439. https://doi.org/10.1038/s41597-020-00771-0.

Vorträge und Poster

• M. M. Becker, I. Chaerony Siffa. “Metadata schema and tools for research data management in plasma technology”, invited talk at the 48th IOP Plasma Physics Conference - Satellite Meeting “Community Code and Data”, 12.04.2022, virtual. https://doi.org/10.5281/zenodo.6456271.

• M. M. Becker, D. Uhrlandt, D. Loffhagen, P. Hill, M. Prenzel, A. von Keudell. “Towards implementation of the FAIR principles in plasma science”, poster presentation at the DPG Spring Meeting 2022, 28.03.-01.04.2022, virtual. https://doi.org/10.5281/zenodo.6483610.

• P. Mattern, A. Falke. “Towards standardized, open source measurement procedures to enable Machine Learning in a big data approach”, invited talk at the Workshop of Chemical and Biological Micro Laboratory Technology, Elgersburg, 08.03.2022.

• N. Plathe, R. Wagner, K Wende, H. Brust, D. Loffhagen, M. M. Becker. “Methods and tools for data-driven science in applied plasma physics”, poster presentation at the 74th Gaseous Electronic Conference (GEC 2021), 04.08.-08.10.2021, virtual. https://doi.org/10.5281/zenodo.5579012.

• M. M. Becker, I. Chaerony Siffa, H. Höft, F. Hoppe, D. Loffhagen, N. Plathe, H. Sack, V. Skwarek, T. Tietz, S. Tschirner, L. Vilardell Scholten. “A research data management workflow for applied plasma science”, poster presentation at the DPG Meeting of the Matter and Cosmos Section (SMuK), 30.08.-03.09.2021, virtual. https://doi.org/10.5281/zenodo.5508194.

• L. Vilardell Scholten, M. M. Becker, St. Franke, F. Hoppe, D. Loffhagen, H. Sack, V. Skwarek, T. Tietz, S. Tschirner. “A Research Data Management Infrastructure for Plasma Medicine and Beyond”, poster presentation at the International Conference of Plasma Medicine 8 (ICPM 8), 03.-06.08.2021, virtual. https://doi.org/10.5281/zenodo.5244778.

• S. Tschirner, M. Röper, K. Zeuch, V. Skwarek, M. M. Becker, L. Vilardell Scholten. “Fostering Open Data Using Blockchain Technology”, talk at EAI DIONE 2021, 17.04.2021, virtual.

• L. Vilardell Scholten, M. M. Becker. “Integration of research data certification into re-search workflows, example from QPTDat”, talk at E-Science-Tage 2021, Workshop “Certification of Research Data Using Blockchain Technology”, 05.03.2021, virtual.

• T. Tietz, M. M. Becker, F. Hoppe, V. Skwarek, S. Tschirner, L. Vilardell Scholten, H. Sack. “Community Driven FAIR Research Metadata for Plasma Physics”, poster presentation at GO FAIR International FAIR Convergence Symposium, 27.11.-04.12.2020, virtual.

• M. M. Becker, L. Vilardell Scholten. “Fallbeispiel zum Forschungsdatenmanagement am INP Greifswald”, talk at the 9. Workshop of Leibniz AK Forschungsdaten, 10.11.2020, virtual.

• M. M. Becker, St. Franke, F. Hoppe, D. Loffhagen, H. Sack, V. Skwarek, T. Tietz, S. Tschirner, L. Vilardell Scholten. “Metadata schema and ontologies for FAIR research data in plasma technology”, poster presentation at the 73rd Annual Gaseous Electronics Conference, 05.-09.10.2020, virtual. https://doi.org/10.5281/zenodo.4091401.

• M. M. Becker. “INPTDAT-Plattform & QPTDat Projekt – FDM in der Plasmatechnologie”, talk at WelDX Open Science Seminar, 04.03.2020, Berlin, Germany. https://www.bam.de/Content/DE/Veranstaltungen/2020/2020-03-09-weldx-open-science-seminar.html.

• L. Paulet, F. Hoppe, D. Loffhagen, H. Sack, V. Skwarek, T. Tietz, S. Tschirner, and M. M. Becker. “Open Science for Plasma Technology”, poster at RDA Deutschland Tagung 2020, 26.-27.02.2020, Berlin, Germany. https://doi.org/10.5281/zenodo.3758137.

• M. M. Becker, F. Hoppe, L. Paulet, H. Sack, V. Skwarek, T. Tietz, and S. Tschirner. “Quality assurance and linking of research data in plasma technology”, talk at QPTDat Project Workshop Open Science, 23.-24.01.2020, Karlsruhe, Germany. https://www.forschungsdaten.org/index.php/QPTDat_Workshop_OpenScience.

• M. M. Becker, H. Sack, and V. Skwarek. “Qualitätssicherung und Vernetzung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie”, talk at Mitgliederversammlung des Leibniz-AK Forschungsdaten, 05.12.2020, Berlin, Germany.

• M. M. Becker. “Qualitätssicherung und Nachnutzung von (Forschungs-)Daten in der Plasmatechnologie”, talk at INPLAS AG-Treffen Neuartige Plasmaquellen und -prozesse, 14.11.2019, Venlo, The Netherlands. https://inplas.de/de/news&id=4294.

• M. M. Becker. “Plasma-MDS and INPTDAT for publication and re-use of digital research data”, talk at 72nd Annual Gaseous Electronics Conference, 28.10.-01.11.2019, College Station, Texas. https://lxcat.net/notes/index.php?download=lxcat_team27.

• M. M. Becker, L. Paulet, St. Franke, and D. O’Connell. “INPTDAT – a new data platform for plasma technology”, poster at 72nd Annual Gaseous Electronics Conference, 28.10.-01.11.2019, College Station, Texas. https://doi.org/10.5281/zenodo.3500283.

• M. M. Becker, H. Sack, and V. Skwarek. “Qualitätssicherung und Vernetzung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie”, talk at Vernetzungsveranstaltung zu Kurationskriterien und Qualitätsstandards von Forschungsdaten, VDI/VDE Innovation + Technik GmbH, 26.09.2019, Berlin, Germany. https://www.bildung-forschung.digital/de/vernetzungsveranstaltung-zu-qualitaetsstandards-von-forschungsdaten-2709.html.