Schnelle Implementierung durch bestehende Forschungsprojekte

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Beispiele für Verbundforschungsprojekte, deren Mitglieder des Konsortiums die Ergebnisse von NFDI4MSE kontinuierlich umsetzen werden, was zu einer sofortigen Wirkung und einer schnellen Feedbackschleife führt:

  • Das rheinland-pfälzische Schwerpunktthema „Advanced Materials Engineering“ (AME) an der TU Kaiserslautern (TUK) bündelt die materialbezogenen Forschungsaktivitäten des TUK auf einer interdisziplinären Plattform mit teilnehmenden Wissenschaftlern aus den Bereichen Materialwissenschaften und Ingenieurwesen, Produktions- und Verfahrenstechnik, Physik und Informatik. Die koordinierte Arbeit der AME-Mitglieder führte unter anderem zur Gründung des SFB 926 „MICOS“ und der IRTG 2057 „Physical Modeling for Virtual Manufacturing Systems and Processes“. In den kommenden Jahren wird AME als TUKs wichtigste Plattform für die digitale Datenrepräsentation und -verarbeitung in der materialbezogenen Forschung dienen. 
  • Der Exzellenzcluster livMatS der Universität Freiburg wird eine ontologie-basierte Graphendatenbank als gemeinsamen Datenraum implementieren, der die Lücke zwischen Philosophie, Psychologie, Biologie, Chemie, Physik, Materialwissenschaften, Mechanik, Mikrosystemtechnik und Verarbeitung schließt. Die Tools und die Datenraumarchitektur von NFDI4MSE werden die hochinterdisziplinäre Forschung in livMatS fördern, indem sie kontinuierliche digitale Workflows ermöglichen und die Zusammenarbeit innerhalb der gemeinsamen Labore und Workspaces verbessern.
  • Die Exzellenzcluster-Initiative „3D Matter Made to Order“ von KIT und Universität Heidelberg verfolgt einen sehr interdisziplinären Ansatz, der Natur- und Ingenieurwissenschaften miteinander verbindet. Das geplante Forschungscluster konzentriert sich auf dreidimensionale additive Fertigungstechniken, von der molekularen Ebene bis zur makroskopischen Dimension. Mit diesen Verfahren sollen Komponenten und Systeme im Nanodruck mit maximaler Prozessgeschwindigkeit und Auflösung für neuartige Anwendungen in den Bereichen Materialien und Life Sciences hergestellt werden. Die Tools und die Datenraumarchitektur von NFDI4MSE werden die Entwicklung effizienter digitaler Workflows innerhalb des Clusters beschleunigen.
  • Die Verfügbarkeit von plattformunabhängiger Open-Source-Software für die Verarbeitung von im Materialdatenraum definierten Standarddaten wird eine internationale Sichtbarkeit ermöglichen. Die institutionenübergreifende Entwicklung dieser Software, der zugehörigen Datenformate und das nachhaltige Hosting des Quellcodes, der Use Cases und der barrierefreien Dokumentation ist von zentraler Bedeutung, um den erwarteten Standard zu erreichen. Insbesondere wird dies ein wichtiger Bestandteil sein, um heterogenen Teams die gemeinsame Erfassung, Verarbeitung und Analyse von Objekten innerhalb des MDS zu ermöglichen. An der Universität Stuttgart könnten Projekte im Sinne des Open Software and Data Hub (OpenDASH), der derzeit im Rahmen des Exzellenzclusters Data-Integrated Simulation Science (SimTech, EXC2075) aufgebaut wird, als Ausgangspunkt dienen.
  • Im Sonderforschungsbereich SFB 1232 „Von Farbigen Zuständen zu evolutionären Konstruktionswerkstoffen“ (geplante Dauer bis 2028) werden Daten innerhalb materialbasierter Prozessketten im experimentellen Hochdurchsatz ermittelt, mit Hilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens verarbeitet und zur Modellierung verwendet. Die NFDI4MSE würde durch externe Schnittstellen große Möglichkeiten bieten und gleichzeitig externe Datenqueries für den SFB 1232 standardisieren.
  • Der gemeinsame Sonderforschungsbereich SFB/TR103 „Von Atomen zu Turbinenschaufeln“ der Universitäten Erlangen-Nürnberg und Bochum verfolgt bereits ihr Probenleben vom Gießen über die Verarbeitung, Prüfung und Charakterisierung und sammelt und integriert experimentelle Daten aus verschiedenen Quellen und Maßstäben und kombiniert sie mit skalenübergreifender Modellierung. Es dient als Testumgebung für die in der NFDI4MSE entwickelten Softwaretools und Workflows.
  • Das Forschungsnetzwerk GRK 1869 „In-situ-Mikroskopie mit Elektronen, Röntgenstrahlen und Rastersonden“ an der FAU Erlangen-Nürnberg wird die in NFDI4MSE entwickelten Arbeitsabläufe und Werkzeuge unter besonderer Berücksichtigung der korrelativen und in-situ-Mikroskopie testen und anpassen. Das Forschungsnetzwerk GRK 2423 „Fracture across Scales“ an der FAU Erlangen-Nürnberg wird die Implementierung, Schulung und Akzeptanz von elektronischen Laborbüchern und standardisierten Workflows in einem kollaborativen skalierbaren Modellierungsrahmen untersuchen. Die Beschleunigung der Materialinnovation für Energiematerialien mit Relevanz für photovoltaische Anwendungen ist darüber hinaus das zentrale Ziel des Kooperationsprojektes zwischen dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg (HI-ErN), dem Fachbereich Materialwissenschaft an der FAU Erlangen-Nürnberg und dem ZAE Bayern. Diese Zusammenarbeit wird direkt von der Koordination zwischen den Helmholtz-Instituten und Universitäten innerhalb von NFDI4MSE profitieren.

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