Kick-Off-Treffen des EU-Großprojekts MaterialsCommons beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Quelle: Fraunhofer IWM
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) übernimmt eine zentrale Rolle beim europäischen Großprojekt „MaterialsCommons“, das gestern mit einem Kick-Off gestartet ist. Unter Koordination des Fraunhofer IWM entwickeln 26 Forschungseinrichtungen aus 14 EU-Mitgliedstaaten erstmals eine länderübergreifende Digitalinfrastruktur für die Werkstoffforschung und -entwicklung. Ziel ist es, den Weg zu neuen Materialien deutlich zu verkürzen. Das Projekt wird von der Europäischen Kommission im Rahmen von Horizon Europe mit 28 Millionen Euro gefördert.
Von Batterien über Mikroelektronik bis hin zur klimafreundlichen Industrieproduktion: Rund 70 Prozent aller technischen Innovationen basieren direkt oder indirekt auf neuen Werkstoffen. Gleichzeitig dauert die Entwicklung neuer Materialien bis zur Marktreife häufig noch 10 bis 20 Jahre – deutlich zu lange angesichts globaler Herausforderungen durch Klimawandel, Energiewende und geopolitische Krisen.
Ein wesentlicher Grund für die langen Entwicklungszeiten ist die schwierige Verfügbarkeit von Materialdaten: Forschungsdaten sind heute über zahlreiche Plattformen, Datenbanken und nationale Initiativen verteilt und häufig nicht kompatibel miteinander. Dadurch sind sie für Wissenschaft und Industrie und insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen oft nur schwer auffindbar und nutzbar. Ineffiziente Datensuche und doppelte Datenerhebungen verursachen europaweit jedes Jahr geschätzte Kosten von über zehn Milliarden Euro.
Vor diesem Hintergrund setzt sich MaterialsCommons zum Ziel, die Austauschbarkeit von Werkstoffdaten, digitalen Werkzeugen und automatisierten Forschungsabläufen europaweit zu vereinfachen und die Entwicklung neuer Materialien mindestens um den Faktor vier zu beschleunigen. Gleichzeitig soll die Materialforschung in Europa befähigt werden, die neuen Möglichkeiten durch künstliche Intelligenz besser zu nutzen. Dazu will die Initiative einen gemeinsamen Zugang zu verteilten Datenrepositorien, Simulationen und KI-gestützten Analysewerkzeugen schaffen, ohne dass dazu Daten zentral gespeichert werden müssen.
Das bedeutet, die Infrastruktur basiert auf einer „föderierten“ Architektur: Bestehende Plattformen können eigenständig bleiben und dennoch interoperabel zusammenarbeiten. Zu den technologischen Kernbausteinen zählen gemeinsame Ontologien, standardisierte Metadaten sowie „Self-Driving-Labs“, in denen Experimente, Computersimulationen und Datenanalysen mit Workflows automatisiert verknüpft werden.
Die BAM übernimmt innerhalb von MaterialsCommons eine führende Rolle bei der Bereitstellung einer Entwicklungsumgebung für derartige computergestützte Workflows. Ziel ist es in dem Projekt, unterschiedliche digitale Werkzeuge und Workflow-Sprachen interoperabel zu machen. Die BAM bringt dabei ihre Expertise in den Bereichen computergestützte Materialforschung, maschinelles Lernen, Erkennung semantischer Muster sowie zu digitalen Forschungsinfrastrukturen ein.
Darüber hinaus beteiligt sich die BAM an mehreren industriellen Anwendungsfällen des Projekts, insbesondere zur Qualitätssicherung in der additiven Fertigung sowie an Arbeiten zu Self-Driving Labs und automatisierten Forschungsprozessen. Die Arbeiten bauen unter anderem auf Erfahrungen aus Initiativen wie der Plattform MaterialDigital und QI-Digital auf.
Die Ergebnisse aus MaterialsCommons sollen insbesondere der europäischen Industrie zugutekommen. Zu den assoziierten Partnern gehören unter anderem Siemens, Bosch, Infineon, Schaeffler und ArcelorMittal.