UDE als Reallabor der Zukunft

Wir entwickeln Lösungen zur Digitalisierung und bringen sie im Reallabor der Zukunft zur Anwendung. Unsere Forschenden leisten grundlegende Beiträge im Bereich der Digitalisierung, bei der Entwicklung digitaler Souveränität sowie zur nachhaltigen, diversitätssensiblen und zur barrierefreien Digitalisierung und sind Möglichmacher*innen digitaler Entwicklung.

Die Beiträge der Fakultäten und der Zentralen Wissenschaftlichen Einrichtungen sind dabei so vielfältig, wie die Disziplinen selbst. Während die neue Fakultät für Informatik die Entwicklung innovativer Technologien und Infrastrukturen für die UDE unterstützt, begleitet die Bildungsforschung strukturiert einen forschungs- und evidenzbasierten Zugang zu Seamless Learning. Die Ingenieurwissenschaften und die Medizin nutzen Robotik für verschiedene Zwecke und die Medizin profiliert sich als SMART Hospital und forscht im IKIM – dem Institut für Künstliche Intelligenz in der Medizin – zu den Potenzialen von Künstlicher Intelligenz zum Nutzen der Medizin. Kultur- und Gesellschaftswissenschaften reflektieren die Auswirkungen der digitalbedingten gesellschaftlichen Transformationen. In den Fächern der Lehrkräftebildung werden u. a. Werkzeuge für die Digitalisierung des Unterrichts entwickelt, z. B. in der Mathematik. In den Digital Humanities wird die Forschung beispielsweise durch Annotationssoftware unterstützt, aber auch durch Visualisierungen, mit denen auch die Naturwissenschaften arbeiten. Interdisziplinär werden die bildgebenden Verfahren des Erwin L. Hahn Instituts genutzt.

Der UDE und ihren Forschenden ist digitale Souveränität ein wichtiges Anliegen. Unsere Forschungsergebnisse und Expertisen fließen in die Praxis und stärken auch die digitale Souveränität unserer Studierenden.

Um zukunftsfähig zu bleiben, wird der Bereich KI im Kerngeschäft gezielt ausgebaut. Darüber hinaus arbeiten die Fakultäten interdisziplinär zur Weiterentwicklung von KI zusammen.

Die UDE ist gut vernetzt, beispielsweise mit dem Weizenbaum Institut, und ist am Wissenschaftskolleg CAIS (Center for Advanced Internet Studies) beteiligt. Darüber hinaus ist die UDE in mehreren Konsortien der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) engagiert und bindet die eigenen Aktivitäten zum Forschungsdatenmanagement und denen in den NFDI-Konsortien entsprechend ein. Eine besondere Chance bietet die Konsortialführerschaft der UDE für das Konsortium NFDIxCS. Hier ergeben sich im Zusammenhang mit der wesentlichen Beteiligung an dem vom BMBF geförderten Datenkompetenzzentrum Rhein-Ruhr (DKZ.2R) besondere Möglichkeiten intern, regional wie überregional eine führende Rolle zu entwickeln und langfristig zu bewahren. In der Research Alliance der UA Ruhr bündeln wir internationale Spitzenforschung zu drängenden Zukunftsfragen in vier Research Centern und einem College. Das Research Center Trustworthy Data Science and Security befasst sich mit der Vertrauenswürdigkeit von intelligenten Systemen in sicherheitskritischen Anwendungen. Im Research Center Future Energy Materials and Systems wird die Nutzung von KI in der Materialentwicklung erprobt und erforscht. Im Research Center Chemical Science and Sustainability werden die neuen Möglichkeiten der KI in Bezug auf das mikroskopische Verständnis von Ladungstransfer und Lösungsprozessen analysiert und zukünftig zielgerichtet eingesetzt.

Das Research Center One Health Ruhr – from Molecules to Systems untersucht die grundlegenden Mechanismen von Gesundheit und Krankheit ausgehend von der Molekülebene bis hin zu übergeordneten Systemen. Hier bildet das IKIM eine wichtige Forschungsgruppe.

Das College for Social Sciences and Humanities stellt aktuelle Fragen der Digitalisierung u. a. durch die Einrichtung einer Forschungsprofessur ins Zentrum, die sich mit dem Einfluss digitaler Techniken auf kulturelle Wissens- und Erinnerungspraktiken beschäftigt.

High Performance Computing

Die UDE betreibt mit ihren HPC-Systemen einen wichtigen Bestandteil der Versorgungspyramide im Landeskonzept HPC NRW. Ab 2024 wird die neue amplitUDE (HPC3) die sechsfache Leistung der magnitUDE (HPC2) und zusätzliche Hardware-Beschleuniger (GPU) bieten. Damit erreicht auch unser neues System eine Platzierung in der TOP500-Liste der weltschnellsten Rechner. Bei Energie- und Stromkosteneffizienz belegt amplitUDE weltweit den 8. Platz (der Green500-Liste) und ist das führende System in Deutschland. Die Energie wird insbesondere auch dadurch effizient eingesetzt, dass die Abwärme an das Nah-Fernwärmenetz verkauft und weitergenutzt werden kann.

Die auf aktuelle Forschungsinteressen ausgelegte Architektur erlaubt die effektive Nutzung für Forschungsthemen der Künstlichen Intelligenz (KI); die hochaktuellen GPU Knoten sind für die Anwendung großer Sprachmodelle besonders geeignet. Die in der UDE vom Center for Computational Science an Simulation (CCSS) und ZIM implementierte und betriebene zentrale HPC-Dienstbereitstellung kommt als niederschwelliges Angebot allen Forschenden zugute und bietet ein vollwertiges Beratungs- und Support-Angebot. Insbesondere auch für den wissenschaftlichen Nachwuchs bieten sich attraktive Nutzungsmöglichkeiten, aber auch die aktive Verzahnung des Höchstleistungsrechnens und des Forschungsdatenmanagements soll noch gezielter genutzt werden.

Die resultierende Kontinuität des Zugriffs auf lokale Hoch- und Höchstleistungsrechenressourcen wird von Forschenden und zu Berufenden als verlässlicher Standortvorteil erkannt und ermöglicht ihnen auch den Zugang zu Tier2/1/0 Rechnern der höchsten Leistungsklasse.

Die technologische Positionierung, die zeitgemäße Ausrichtung und energieeffiziente Ausprägung verbunden mit einem hochwertigen Beratungsangebot will die UDE in Gemeinschaft mit dem Kompetenznetzwerk HPC.NRW weiter fortsetzen und strebt den diesbezüglichen Ausbau an. Auch im Rahmen der bestehenden Konsortien NFDIxCS und DKZ.2R und darüber hinaus vernetzt sich die UDE mit Initiativen zur Aus- und Weiterbildung in diesem sehr wichtigen Kompetenzbereich.

Für HPC1, HPC2 und HPC3 hat das CCSS seit 2010 erfolgreich über 10 Millionen Euro eingeworben und so die Beschaffung der Systeme vollständig finanziert. Aufgrund der langen Bewilligungszeiten wird das CCSS unmittelbar nach der Inbetriebnahme von amplitUDE die Arbeit an einem Großgeräteantrag für ein neues HPC-System aufnehmen.

Digitalgestützte Kernprozesse in der Forschung

Die fortschreitende Digitalisierung von Forschungs- und Publikationsprozessen führt in allen wissenschaftlichen Disziplinen zu weitgehenden Veränderungen der Forschungsroutinen, z. B. durch Online-Zeitschriften, Open Access Publikationen oder Online-Konferenzformate. Diese Transformation wird durch passgenaue und doch universelle digitale Forschungsdaten-, Publikations- und Informationsinfrastrukturen unterstützt. Dabei finden Empfehlungen der UNESCO für Open Science ebenso Berücksichtigung, wie der Schutz von Persönlichkeitsrechten, geistigem Eigentum und Wertschöpfung. Der Prozess von der Datenakquise, über die Analyse und Verarbeitung bis hin zur Publikation, erfordert dabei eine enge Verzahnung und Abstimmung zwischen zentralen und dezentralen (forschungsnahen) IT-Services.

Die UDE verpflichtet sich zum offenen und transparenten Zugang zu Forschungsdaten nach den FAIR-Prinzipien und hat die Research Data Services (RDS) als institutionelle Verankerung und zentrale Servicestelle von UB, SSC und ZIM für UDE-Forscher*innen aller Fakultäten und Karrierestufen eingerichtet. Darüber hinaus unterstützt die UDE in zahlreichen Projekten, u. a. auch mit einer Konsortialführung, den Aufbau der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) und setzt sich für langfristig tragende Infrastrukturen fürs FDM ein. Insbesondere ist die Landesgeschäftsstelle der DH.NRW für Forschungsdatenmanagement fdm.nrw an der UDE angesiedelt. In Kooperation mit den UA Ruhr Universitäten beteiligen sich die RDS an der Entwicklung von FDM-Tools, neuer Metadatenstandards sowie Schnittstellen zu zukünftigen Infrastrukturen in der NFDI, dem Digitalen Ökosystem der DH.NRW sowie weiteren (inter)nationalen Initiativen und sind in diesem Rahmen in kooperativen Projekten aktiv. Unser Forschungsdatenmanagement ist nachhaltig aufgestellt, mit Strukturen, die Datenredundanzen vermeiden und den Energieverbrauch möglichst geringhalten.

Die UDE engagiert sich im Rahmen der Landesinitiative CRIS.NRW der DH.NRW für die Etablierung eines leistungsfähigen Forschungsinformationssystems (FIS), das Informationen zu Forschenden, Projekten und Publikationen zusammenführt. Primäres Ziel ist, eine aktuelle und qualitätsgesicherte Datenbasis über alle Forschungsaktivitäten der Universität Duisburg-Essen inkl. Medizinischer Fakultät zu schaffen, um Transparenz der Forschungs- und Transferleistungen der Universität zu steigern sowie auf allen Ebenen des Betriebs auskunftsfähig zu sein. Die Datenbasis hierfür erfordert die Zuarbeit der Fakultäten und ermöglicht ein KDSF-konformes Reporting. In der Universitätsbibliografie der UB werden für den Bereich der Publikationen Daten aus einer Vielzahl von Quellen zu einem qualitativ hochwertigen Nachweis der Publikationsleistung zusammengeführt. KI-gestützte bibliometrische Analysen ermöglichen es, aus diesem Datensatz Empfehlungen für die Zukunft herzuleiten. Mit Hilfe von an der UDE lokal entwickelten Apps können außerdem wichtige Teilaspekte des Publikationsaufkommens, wie der Gender Publication Gap, untersucht werden. Mit den RDS setzt die UDE neue Standards für ein ineinandergreifendes, bruchloses System zu den Schnittstellen des FIS und der NFDI.

Im wissenschaftlichen Publikationswesen treibt die UDE über die UB die Weiterentwicklung der Grundlagen für die Transformation zum Open-Access (OA) voran und steht für einen offenen Zugang zu Forschungsergebnissen im Sinn der Berliner Erklärung. Sie erkennt an, dass der darin geforderte freie Zugang zu Wissen den Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Gesellschaft hinein und die Teilhabe an der Wissenschaft fördert. Die Etablierung eines Informationsbudgets, in dem sämtliche Publikationskosten und die Kosten für den Zugriff auf Informationen zusammenfließen, erlaubt eine genaue Sichtbarmachung des OA-Transformationsprozesses und der Kostenentwicklung für das wissenschaftliche Publizieren.