MaRDI

Mathematische Forschungsdaten sind heterogen: sie haben unterschiedlichen Umfang, ihre Formate sind divers und ihre Verarbeitung kann komplex sein. Sie entstehen in der Mathematik selbst, sowie in Kooperation mit anderen wissenschaftlichen Disziplinen wie Physik, Ingenieurwissenschaften oder auch Geisteswissenschaften.

Die Mathematische Forschungsdaten Initiative MaRDI ist ein NFDI-Projekt und versteht alle im Forschungsprozess anfallenden analogen und digitalen Objekte als Forschungsdaten. Ergebnisse mathematischer Berechnungen lassen sich in viele Kategorien einteilen. In der ersten Phase der NFDI werden exakte Daten, Fließkommadaten und Daten mit Unsicherheiten betrachtet. Diese Einteilung findet sich in der Struktur des Konsortiums wieder: Computeralgebra, Wissenschaftliches Rechnen sowie Statistik und Maschinelles Lernen ist jeweils ein Arbeitsbereich gewidmet. MaRDI arbeitet aktiv am Aufbau einer Community, in der eine FAIRe Datenkultur für o.g. mathematische Forschungsdaten etabliert und verankert ist.

Neben semantischer Technologie, wie z.B. Ontologien und Knowledge Graphen, wird mit dem MaRDI-Portal schließlich eine Infrastruktur aufgebaut, die die systematische Sicherung, Erschließung und Nutzbarmachung von FAIRen mathematischen Forschungsdaten über dezentrale und vernetzte Wissens- und Datenspeicher ermöglicht und den gesamten Forschungsprozess unterstützt.

MaRDI’s Vision:
Aufbau einer Community, die eine FAIRe Datenkultur und einen FAIRen Forschungsworkflow pflegt, indem sie die Ergebnisse von MaRDI nachhaltig realisiert. 

Zu den o.g. Kategorien und Arbeitsbereichen kommt ein Arbeitsbereich (Task Area (TA) 4) für interdisziplinäre Mathematik, mit Fokus auf den Herausforderungen interdisziplinärer Workflows, den die Universität Stuttgart mit dem Institut für Angewandte Analysis und Numerische Simulation (IANS) federführend leitet, wobei der EXC 2075 „Data-driven simulation science“ ebenfalls beteiligt ist. Die TA4 ist entlang von Fallstudien organisiert, welche die gesamte Breite der mathematischen Anwendungen abbilden, so z.B. von Ingenieurwissenschaften über die Theoretischen- und Bio-Chemie bis zu den Digital Humanities. Dabei übernimmt die Universität Stuttgart/IANS die Fallstudien im Bereich der Ingenieurwissenschaften, der Materialwissenschaften sowie des Höchstleitungsrechnens, was insbesondere auch die Vernetzung mit anderen NFDIs (hier: MatWerk und NFDI4Ing) und Forschungsverbünden (hier: SimTech) einschließt. Ziel ist es, aus den Fallstudien für den jeweiligen Anwendungsbereich der Mathematik typische Workflows zu definieren, aus denen sich weitere Erkenntnisse hinsichtlich verwendeter mathematischer Modelle, Algorithmen und Daten erschließen. Neben einer Darstellung der Workflows auf dem MaRDI-Portal zum Zwecke der Dokumentation sollen diese als analytische Grundlage für eine Modelldatenbank dienen, die als Ontologie/Knowledge Graph realisiert wird, und interoperabel mit den Ontologien der anderen TAs und denen der anderen NFDIs gestaltet werden. Hierbei übernimmt die Universität Stuttgart, d.h das IANS in enger Zusammenarbeit mit FoKUS, die führende Rolle beim Ontologiedesign. Für die Universität Stuttgart bedeutet dies, dass Forschende außerhalb der Kernmathematik die Modelldatenbank nutzen können, um die mathematischen Grundlagen ihrer Arbeit zu recherchieren, Verknüpfungen finden und ihre Forschungsprozesse entsprechend dokumentieren können.

Darüber hinaus wird im Rahmen des MaRDI-Projekts an automatisierter Metadatenerfassung gearbeitet, d.h. an einem Weg, Metadaten von Forschungsdaten an dem Ort ihres Entstehens automatisiert zu extrahieren und diese mit den Daten selbst in das Forschungsdatenrepositorium DaRUS zu spielen, sowie an der Darstellung mathematischer Formeln in den Beschreibungsfeldern von DaRUS. Diese Entwicklungen sollen später allen Nutzerinnen und Nutzern von DaRUS zur Verfügung stehen.