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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 „Qualitätssicherung und Vernetzung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie – QPTDat“ wurde 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 waren das [https://www.inp-greifswald.de Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)] (Förderkennzeichen 16QK03A), [https://www.fiz-karlsruhe.de FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH] (Förderkennzeichen 16QK03B) und die [https://www.haw-hamburg.de Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg)] (Förderkennzeichen 16QK03C).
 
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 [https://www.inp-greifswald.de Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)] (Förderkennzeichen 16QK03A), [https://www.fiz-karlsruhe.de FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH] (Förderkennzeichen 16QK03B) und [https://www.haw-hamburg.de Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg)] (Förderkennzeichen 16QK03C).


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==Hintergrund==
Wesentliches Ergebnis von QPTDat sind Konzepte und Implementierungsansätze zur Qualitätssicherung von (Forschungs-)daten in der Plasmatechnologie. Seitens INP wurden fachspezifische Qualitätskriterien und Metadatenstandards für die Dokumentation und Kuratierung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie entwickelt und im Forschungsalltag erprobt. Die HAW Hamburg hat als Kerninnovation das Konzept der Moving Smart Contracts entwickelt, welches nicht nur im Umfeld des Forschungsdatenmanagements von großer Bedeutung ist. Es kann überall zur Anwendung kommen, wenn eine Verifikation großer Datenmengen in verteilten Systemen wie Blockchains bezüglich der Integrität erforderlich ist. Wesentliche Ergebnisse seitens FIZ KA betreffen (i) die Erstellung einer Ontologie, um die Semantik von Metadatenschemata formal zu beschreiben und die Instanzdaten den FAIR Prinzipien nach zu erfassen, (ii) Erzeugung eines Wissensgraphen mittels Transformation von vorhandenen Instanzdaten zu RDF Daten unter Berücksichtigung der erstellten Ontologie und Validierung der Instanzdaten mittels Shape Expressions und (iii) Erstellung einer Plattform, um die Fachcommunity in die Weiterentwicklung der Ontologie einzubinden und so perspektivisch die Metadaten der gesamten Plasmatechnologie beschreiben zu können. Für die Zusammenführung der Entwicklungen wurde am INP ein modulares Implementierungskonzept entwickelt und zusammen mit den Verbundpartnern prototypisch umgesetzt.
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==
==Teilvorhaben und Ansprechpartner==


===Qualitätskriterien für INPTDAT===
===Qualitätskriterien für INPTDAT===
Unter der Leitung von [https://inptdat.de/project-qptdat 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.
Unter der Leitung von [https://inptdat.de/project-qptdat Dr. Markus Becker] wurden am INP fachspezifische Qualitätskriterien und Metadatenstandards für die Dokumentation und Kuratierung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie entwickelt und prototypisch implementiert.


===Wissensgraph und Ontologieentwicklung zur Vernetzung von Metadaten===
===Wissensgraph und Ontologieentwicklung zur Vernetzung von Metadaten===
Unter der Leitung von [https://www.fiz-karlsruhe.de/de/forschung/lebenslauf-prof-dr-harald-sack 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.
Unter der Leitung von [https://www.fiz-karlsruhe.de/de/forschung/lebenslauf-prof-dr-harald-sack Prof. Dr. Harald Sack] wurden bei FIZ Karlsruhe fachspezifische Daten und Metadaten semantisch erschlossen und zu einem Plasmatechnologie-Wissensgraphen verknüpft.


===Blockchainprotokoll für Qualitätskontrolle und Reputationsindizes===
===Blockchainprotokoll für Qualitätskontrolle und Reputationsindizes===
Unter der Leitung von [https://www.haw-hamburg.de/beschaeftigte/detailansicht/name/volker-skwarek.html 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.
Unter der Leitung von [https://www.haw-hamburg.de/beschaeftigte/detailansicht/name/volker-skwarek.html Prof. Dr.-Ing. Volker Skwarek] wurden 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==
==Weblinks==
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==Referierte Journal-Publikationen und Tagungsbeiträge==
==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.
* L. Alves, M. M. Becker, J. van Dijk, T. Gans, D. B. Go, K. Stapelmann, J. Tennyson, M. M. Turner, and M. Kushner. “Foundations of plasma standards”, Plasma Sources Sci. Technol. 32 (2023) 023001. <nowiki>https://doi.org/10.1088/1361-6595/acb810</nowiki>.  
 
* R. Anirudh, R. Archibald, M. Salman Asif, M. M. Becker, S. Benkadda et al. “2022 Review of Data-Driven Plasma Science”, IEEE Ttrans. Plasma Science (2023) accepted for publication. <nowiki>https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.15832</nowiki>.
*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.
* H. Israel, M. M. Becker. “What Does Data Stewardship Mean in Physics?”, Bausteine Forschungsdaten (2023) accepted for publication.
 
* I. Chaerony Siffa, J. Schäfer, M. M. Becker. “Adamant: a JSON schema-based metadata editor for research data management workflows”, F1000Research 11 (2022) 475. <nowiki>https://doi.org/10.12688/f1000research.110875.2</nowiki>.  
*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.
* I. Chaerony Siffa, T. Gerling, K. Masur, Chr. Eschenburg, F. Starkowski, St. Emmert. “Development of a Mobile Sensory Device to Trace Treatment Conditions for Various Medical Plasma Source Devices”, Sensors 22 (2022) 7242. <nowiki>https://doi.org/10.3390/s22197242</nowiki>.
* S. Tschirner, M. Röper, K. Zeuch, M. M. Becker, L. Vilardell Scholten, V. Skwarek. “Fostering Open Data Using Blockchain Technology” In: E. Bisset Álvarez (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. <nowiki>https://doi.org/10.1007/978-3-030-77417-2_16</nowiki>.  
* 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. <nowiki>https://doi.org/10.1038/s41597-020-00771-0</nowiki>.  


==Vorträge und Poster==
==Vorträge und Poster==

Version vom 17. Juli 2023, 22:00 Uhr

Projekt
QPTDat
Qualitätssicherung und Vernetzung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie
Zeitraum: Juni 2019 bis December 2022
Beteiligt: Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.
FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH
Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg
gefördert von: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Website: Projekt-Webseiten


Das Verbundprojekt „Qualitätssicherung und Vernetzung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie – QPTDat“ wurde 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 waren das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) (Förderkennzeichen 16QK03A), FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH (Förderkennzeichen 16QK03B) und die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) (Förderkennzeichen 16QK03C).

QPTDat.pngBMBF gefördert vom deutsch.jpeg

Wesentliches Ergebnis von QPTDat sind Konzepte und Implementierungsansätze zur Qualitätssicherung von (Forschungs-)daten in der Plasmatechnologie. Seitens INP wurden fachspezifische Qualitätskriterien und Metadatenstandards für die Dokumentation und Kuratierung von Forschungsdaten in der Plasmatechnologie entwickelt und im Forschungsalltag erprobt. Die HAW Hamburg hat als Kerninnovation das Konzept der Moving Smart Contracts entwickelt, welches nicht nur im Umfeld des Forschungsdatenmanagements von großer Bedeutung ist. Es kann überall zur Anwendung kommen, wenn eine Verifikation großer Datenmengen in verteilten Systemen wie Blockchains bezüglich der Integrität erforderlich ist. Wesentliche Ergebnisse seitens FIZ KA betreffen (i) die Erstellung einer Ontologie, um die Semantik von Metadatenschemata formal zu beschreiben und die Instanzdaten den FAIR Prinzipien nach zu erfassen, (ii) Erzeugung eines Wissensgraphen mittels Transformation von vorhandenen Instanzdaten zu RDF Daten unter Berücksichtigung der erstellten Ontologie und Validierung der Instanzdaten mittels Shape Expressions und (iii) Erstellung einer Plattform, um die Fachcommunity in die Weiterentwicklung der Ontologie einzubinden und so perspektivisch die Metadaten der gesamten Plasmatechnologie beschreiben zu können. Für die Zusammenführung der Entwicklungen wurde am INP ein modulares Implementierungskonzept entwickelt und zusammen mit den Verbundpartnern prototypisch umgesetzt.

Teilvorhaben und Ansprechpartner

Qualitätskriterien für INPTDAT

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

Wissensgraph und Ontologieentwicklung zur Vernetzung von Metadaten

Unter der Leitung von Prof. Dr. Harald Sack wurden bei FIZ Karlsruhe fachspezifische Daten und Metadaten semantisch erschlossen und zu einem Plasmatechnologie-Wissensgraphen verknüpft.

Blockchainprotokoll für Qualitätskontrolle und Reputationsindizes

Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Volker Skwarek wurden 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

Veranstaltungen

Umfragen

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

Referierte Journal-Publikationen und Tagungsbeiträge

  • L. Alves, M. M. Becker, J. van Dijk, T. Gans, D. B. Go, K. Stapelmann, J. Tennyson, M. M. Turner, and M. Kushner. “Foundations of plasma standards”, Plasma Sources Sci. Technol. 32 (2023) 023001. https://doi.org/10.1088/1361-6595/acb810.  
  • R. Anirudh, R. Archibald, M. Salman Asif, M. M. Becker, S. Benkadda et al. “2022 Review of Data-Driven Plasma Science”, IEEE Ttrans. Plasma Science (2023) accepted for publication. https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.15832.
  • H. Israel, M. M. Becker. “What Does Data Stewardship Mean in Physics?”, Bausteine Forschungsdaten (2023) accepted for publication.
  • I. Chaerony Siffa, J. Schäfer, 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.110875.2.  
  • I. Chaerony Siffa, T. Gerling, K. Masur, Chr. Eschenburg, F. Starkowski, St. Emmert. “Development of a Mobile Sensory Device to Trace Treatment Conditions for Various Medical Plasma Source Devices”, Sensors 22 (2022) 7242. https://doi.org/10.3390/s22197242.
  • S. Tschirner, M. Röper, K. Zeuch, M. M. Becker, L. Vilardell Scholten, V. Skwarek. “Fostering Open Data Using Blockchain Technology” In: E. Bisset Álvarez (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.
  • 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, 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, 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.
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