Projekt BAM Data Store - Management von Forschungsdaten

02.08.2022

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

Reproduzierbarkeit ist ein Kernelement guter Wissenschaft. Wissenschaftliche Ergebnisse können jedoch nur zuverlässig und langfristig reproduziert werden, wenn alle wichtigen Schritte von der Erhebung der Daten über diverse Prozessierungsschritte bis zum Ergebnis nachvollziehbar sind. Hierfür sind eine geeignete datenverlustsichere Dokumentation und Archivierung von Daten und Metadaten in einem digitalen System für Forschungsdatenmanagement (FDM) unerlässlich.

Mit dem BAM Data Store wird ein zentrales System für digitales Forschungsdatenmanagement eingeführt, welches es den Forschenden der BAM erlaubt, materialwissenschaftliche Daten während ihres gesamten Lebenszyklus zu dokumentieren, mit Kontextinformationen (Metadaten) zu verknüpfen und langfristig zuverlässig zu speichern.

Der BAM Data Store nutzt die Open Source FDM-Software openBIS, die von den Scientific IT Service der ETH Zürich entwickelt und bereitgestellt wird.

Partner

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)

Förderung

Das Projekt BAM Data Store wird aus BAM-internen Mitteln gefördert.

BAM Data Store – Einführung eines zentralen Systems für digitales Forschungsdatenmanagement an der BAM

Ausgangssituation

Nachhaltiges Forschungsdatenmanagement (FDM) sichert den Zugang, die Nachnutzung und die Reproduzierbarkeit von Forschungsdaten und ist einer der Grundpfeiler guter wissenschaftlicher Praxis.

Angesichts der zunehmenden Digitalisierung der Forschung und dem Einsatz datenintensiver Methodik stehen die BAM und ihre Mitarbeitenden vor der Herausforderung, stetig wachsende Datenmengen nachvollziehbar zu dokumentieren, sie langfristig zu speichern und im Sinne der FAIR-Prinzipien für andere nachnutzbar zu machen. Auch Fördermittelgeber fordern zunehmend Informationen zum geplanten Umgang mit den in einem Forschungsvorhaben generierten Daten in Form eines strukturierten Datenmanagementplans (DMP). Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, bietet sich die Nutzung von Software-Lösungen an, welche das Management von Forschungsdaten mit der digitalen Repräsentation von Laborinventar und Experimenten in elektronischen Laborbüchern (engl. electronic lab notebook, ELN) verknüpfen.

Im Rahmen eines Pilotprojekts (01.12.2020–28.02.2022) wurde daher die Open Source FDM- und ELN-Software openBIS in fünf ausgewählten Forschungsgruppen der BAM auf ihre Eignung für den Einsatz in verschiedenen materialwissenschaftlichen Domänen getestet. Basierend auf den positiven Erfahrungen der Pilotphase wurde die Etablierung des BAM Data Store als zentrales System für internes FDM an der BAM beschlossen.

Der BAM Data Store

Mit dem BAM Data Store wird ein zentrales System für digitales FDM eingeführt, welches es den Forschenden der BAM erlaubt, materialwissenschaftliche Daten während ihres gesamten Lebenszyklus von der Planung bis zur Publikation zu dokumentieren, mit Kontextinformationen (Metadaten) zu verknüpfen und langfristig zuverlässig zu speichern.

Forschungsgruppen der BAM können im Data Store Laborinventar und damit verknüpfte Informationen – also z.B. Messinstrumente und Proben, aber auch Versuchsanleitungen und Standard Operating Procedures (SOPs) – abbilden, mit nutzerdefinierten Eigenschaften beschreiben sowie damit verbundene Dokumente hinterlegen. Zusätzlich erhalten die Forschenden einen eigenen Laborbuchbereich, in dem sie ihre Forschungsaktivitäten standardisiert dokumentieren und die resultierenden Forschungsdaten ablegen können. Die im elektronischen Laborbuch festgehaltenen experimentellen Schritte werden wiederum mit Entitäten aus dem Laborinventar verknüpft, wodurch alle zur Erhebung, Aufbereitung und Analyse von Forschungsdaten verwendeten Werkzeuge und Verfahren zentral festgehalten werden können.

Die Verknüpfung von Forschungsdaten mit standardisierten Metadaten innerhalb eines zentralen FDM-Systems erleichtert Forschenden die Dokumentation, Auffindbarkeit und Nachvollziehbarkeit von Forschungsergebnissen. Der BAM Data Store ebnet außerdem den Weg für die Publikation von Forschungsdaten entsprechend den FAIR-Prinzipien und befördert somit nicht nur deren interne, sondern auch die externe Nachnutzung entsprechend den Anforderungen von Fördermittelgebern. Die gemeinsame Ablage und Verknüpfung von Daten und Metadaten innerhalb eines zentralen Systems befördert die interdisziplinäre sowie Organisationseinheiten-übergreifende Zusammenarbeit an der BAM. Digitales FDM ist zudem eine Grundvoraussetzung für moderne Datenanalysemethoden im Bereich Big Data und Künstliche Intelligenz.
Das Projekt zur Einführung des BAM Data Store wird von den Referaten eScience und Informationstechnik geleitet.

openBIS

Der BAM Data Store nutzt die Open Source FDM- und ELN-Software openBIS, welche von den Scientific IT Services der ETH Zürich ursprünglich für den lebenswissenschaftlichen Bereich entwickelt wurde, inzwischen aber auch vermehrt in materialwissenschaftlichen Forschungsbereichen eingesetzt wird.

Die Plattform vereint verschiedene Elemente, darunter eine browserbasierte Nutzeroberfläche zur digitalen Repräsentation von Laborinventar sowie ein elektronisches Laborbuch zur standardisierten Dokumentation von Messungen und Analysen. Datensätze können sowohl über die grafische Benutzeroberfläche als auch über Programmierschnittstellen in openBIS importiert und mit Inventarelementen und experimentellen Schritten verknüpft werden. Zusätzlich bietet openBIS diverse Schnittstellen an, z.B. für den Export von Daten und Metadaten in das Forschungsdatenrepositorium Zenodo sowie für eine verknüpfte Analyse wissenschaftlicher Daten in der webbasierten Umgebung Jupyter Notebook.

Partner

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Referat eScience in Zusammenarbeit mit weiteren Fachbereichen der BAM

Förderung

Das Projekt BAM Data Store wird aus BAM internen Mitteln gefördert.