Informatik an Bord

Herr Glöckner, woran arbeiten Sie aktuell?

Aktuell beschäftigt mich vor allem die Nationale Forschungsdateninfrastruktur, kurz NFDI: ein Großprojekt, in dem wir versuchen, die Daten aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen und Publikationen zusammenzutragen und offen zur Verfügung zu stellen – als Grundlage für bessere Forschung, aber auch bessere Entscheidungen in Politik und Wissenschaft. Unser Ziel ist es, open data nach den sogenannten FAIR-Prinzipien – findable, accessible, interoperable, reusable, also auffindbar, zugänglich, interoperabel und nachnutzbar – zu produzieren.

Stoßen Sie dabei auch auf Widerstand?

Manchmal. Einige sind noch skeptisch, wenn es darum geht, die eigenen Ergebnisse offen zur Verfügung zu stellen. Eines der Hauptziele der NFDI ist es daher, einen kulturellen Wandel einzuleiten: Wir wollen ein Bewusstsein dafür schaffen, dass offene Daten einen großen Mehrwert für die gesamte Forschungslandschaft, aber auch für Gesellschaft, Politik und Wirtschaft bieten. Natürlich ist dabei zu bedenken, dass hier nicht jede Disziplin gleich offen sein kann. Die Sozial- oder Gesundheitsforschung arbeitet zum Teil mit sehr sensiblen Daten, diese müssen entsprechend behutsam behandelt werden. Aber selbst in unserem Fach können offene Daten zum Problem werden oder zu Missbrauch führen. Man will ja auch nicht die GPS-Location einer seltenen Art preisgeben und sie so in Gefahr bringen.

Sie sind Gesamtleiter des Informationssystems PANGAEA, das eine Vielzahl an Forschungsdaten aus Erd- und Umweltwissenschaften zur Verfügung stellt, die meisten davon unter Creative-Commons-Lizenzen. Was ist die Idee dahinter?

Für mich sollte die Publikation von Forschungsdaten genauso stark gewertet werden wie eine klassische Papierpublikation: Das gehört heutzutage einfach dazu. Es geht dabei aber nicht nur darum, Daten zu archivieren, sondern sie so aufzubereiten, dass andere sie für ihre Forschung nutzen können. In PANGAEA werden alle Daten strukturiert und organisiert abgelegt. Wir folgen dabei ebenfalls den FAIR-Prinzipien. Daten werden bei uns nicht nur hochgeladen, wie sie ankommen, sondern aufgedröselt und in ein redaktionelles Datensystem überführt. So lässt sich die Datenbank filtern – und wer nach dem Parameter Temperatur sucht, findet auch wirklich nur Ergebnisse, die dazu passen.

Die Datenbank enthält über 400.000 Einträge. Gibt es darunter Datensätze, die Sie besonders faszinieren?

Da gibt es viele, aber das MOSAIC-Projekt liegt mir schon sehr am Herzen: die größte Arktis-Expedition aller Zeiten, mit Forschenden aus 20 Nationen. Das Forschungsschiff Polarstern war für ein Jahr lang gezielt festgefroren im arktischen Eis – und das Team hat verschiedenste Beobachtungen und Messungen durchführt. Wir sind sehr stolz, dass diese Daten auf PANGAEA in so großem Umfang zur Verfügung gestellt werden, und das auch schon so kurz nach Ende der Expedition im Oktober 2021. Über 1.400 Einträge aus dem MOSAIC-Projekt gibt es in unserer Datenbank. Die Zahl der Seitenaufrufe und Downloads zeigt auch deutlich, wie groß das Interesse daran ist, die Ergebnisse dieser Expedition einzusehen und sie zu nutzen.

Waren denn auch Informatikerinnen oder Informatiker mit an Bord der Polarstern?

Natürlich. Über die Sensorik auf dem Schiff selbst, in den Messstationen auf dem Eis und über die zusätzlich eingesetzten Polarflugzeuge sind Terrabyte an Daten entstanden und uns war es ein Anliegen, die gesamten Datenflüsse strukturiert und organisiert zu gestalten. Dafür haben wir ein sogenanntes O2A-System entwickelt: observation to analysis and archiving. Alles, was die Sensoren erfasst haben, wurde inklusive relevanter Metainformationen einheitlich abgelegt und den Forschenden zur Auswertung zur Verfügung gestellt. Um dieses System am Laufen zu halten, waren in der Regel drei bis vier Informatik-Fachleute an Bord der Polarstern. Vieles lässt sich natürlich auch remote machen – wir hatten eine ständige Datenverbindung zu dem Schiff und konnten die Programme auch von Deutschland aus anpassen, falls es nötig war. Dieses O2A-System hat für die Expedition einen großen Mehrwert geboten, lässt sich aber auch in anderen Bereichen einsetzen.

Wo zum Beispiel?

Wir nutzen es auch für die Erfassung von Biodiversität. Konkret arbeiten wir an einer Art Wetterstation für biologische Vielfalt, mit verschiedenen autonom arbeitenden Sensoren, die riechen und hören, Insekten anlocken und fotografieren und natürlich auch Temperaturen messen können. So bekommen wir ein ungestörtes Bild von Tieren und Pflanzen in einem bestimmten Gebiet. Das läuft mit Solarenergie und funkt die Daten direkt zu uns ins Büro.

Am Alfred-Wegener-Institut arbeiten Sie mit einem interdisziplinären Team zusammen, das geologische, biologische, Ingenieur- und Softwareentwicklungsexpertisen verbindet: Kommt es da auch zu Reibungen oder Missverständnissen zwischen den Disziplinen?

Reibungen gibt es immer – aber die erzeugen ja bekanntlich Wärme. Verschiedene Blickwinkel auf ein bestimmtes Problem sind heute wichtiger denn je. Das kann man gut an den Publikationen beobachten, die gerade über den Klimawandel oder über Biodiversitätsverluste erscheinen. Sie werden nicht mehr wie früher von drei bis vier Autorinnen und Autoren verfasst, sondern eher von 30 bis 40. Die Fragestellungen sind so komplex geworden, dass es immer mehr Leute braucht, um sie überhaupt angehen zu können. Bei uns zum Beispiel braucht es eben auch Technikerinnen oder Techniker, die sich um stabile WLAN-Übertragungsqualität über LTE-Systeme kümmern oder KI-Profis, die automatisiert Fotos und Videos auswerten. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit ist zudem viel einfacher geworden. Ich schreibe eigentlich alle Paper und Publikationen, an denen ich beteiligt bin, über kooperative Online-Tools.

In Ihren kühnsten Träumen: Welche Computer-Technologie wünschen Sie sich für Ihre Forschung?

Natürlich warten wir alle auf das Thema Quantencomputing, das es uns ermöglichen würde, wirklich große Erdsystem-Modelle zu rechnen. So könnten wir ein Modell nicht nur auf wenige biologische Parameter beschränken, sondern wirklich komplexe Informationen mit einfüttern. Das wird aber nur gelingen, wenn die Rechenleistung eklatant steigt. Und es braucht natürlich KI-Technologien, die das Ganze auswerten. Der menschliche Geist allein wird es gar nicht mehr schaffen, diese Masse an Informationen auszuwerten und zu verarbeiten. Und ansonsten würde ich mich sehr freuen, wenn Deutschland die Digitalisierung flächendeckend ausbauen würde. Hier stoßen wir manchmal mit unseren Projekten an Grenzen, die wirklich keine mehr sein sollten: etwa, wenn wir eine Wetter- oder Biodiversitätsstation aufstellen und es keine LTE- oder 5G-Verbindung gibt, sondern nur Edge. Das ist nicht nur für die Menschen vor Ort ein großes Problem, sondern auch für die Sensorik.

Dieses Interview wurde von Alexandra Resch geführt und erschien zuerst in unserem Jahresbericht 2021/22. Er steht hier zum Download bereit.