Medizinische Daten sind von unschätzbarem Wert für die Diagnose und Therapie von Covid-19-Patienten. Nicht nur im Gesundheitswesen spielen Datenflüsse eine wichtige Rolle.
Homeoffice, Online-Vorlesungen, Familientreffen per Videokonferenz: Wirtschaft und Gesellschaft nutzen die Möglichkeiten der Digitalisierung, um ihren Alltag in Zeiten der Corona-Krise bestmöglich zu gestalten. Steigende Nutzerzahlen von Videotelefonie, Online-Gaming, Videostreaming und Social erfordern stabile Internetverbindungen (Quelle: chip.de). Doch mit dem Internet an sich ist es nicht getan.
Es geht darum, relevante Daten für die Bewältigung der Pandemie auszutauschen. Die Universitätskliniken schließen sich zusammen, um Daten von Covid-19-Patient*innen zu vergleichen und sich einen Überblick über den Krankheitsverlauf zu verschaffen. Außerdem sollen die Daten „Erkenntnisse für das Pandemiemanagement und die Impfstoff- und Therapieentwicklung“ liefern (Quelle: Berliner Morgenpost).
Datenaustausch zentrales Thema der Digitalisierungsforschung
Branchenübergreifend beschäftigt sich die Digitalisierungsforschung damit, wie Daten unterschiedlicher Quellen zusammengeführt, gespeichert und genutzt werden können, um innovative Konzepte umzusetzen. Die sechs Zukunftslabore des Zentrums für digitale Innovationen Niedersachsen (ZDIN) konzentrieren sich auf unterschiedliche Bereiche, haben dennoch etwas gemeinsam: Sie brauchen Daten, um digitale Technologien einzusetzen.
Der Austausch medizinischer Daten, um den sich die Universitätskliniken aktuell bemühen, ist eines der Forschungsthemen des Zukunftslabors Gesundheit. Die Wissenschaftler*innen arbeiten daran, Gesundheitsdaten verschiedener medizinischer Einrichtungen wie Krankenhäuser, Pflegeheime oder Arztpraxen in einer Informationsplattform zu integrieren. Mithilfe der zusammengeführten Datensätze kann das Krankheitsbild einer Person ganzheitlich analysiert, genauere Diagnosen gestellt und entsprechende Therapien ausgewählt werden. Die Forschenden des Zukunftslabors Gesundheit arbeiten dabei eng mit der Initiative HiGHmed zusammen, die innovative Informationsinfrastrukturen für den Austausch von Gesundheitsdaten entwickelt und einen schnelleren Transfer von Ergebnissen aus der Forschung in die klinische Praxis ermöglichen soll. Diese Kooperation bietet dem Zukunftslabor die Chance, von den Methoden der HiGHmed-Datenmodellierung und der föderierten Infrastruktur (Zugriff auf mehrere unabhängig voneinander bestehende Informationsquellen) zum Datenaustausch zu profitieren.
Datenflüsse im Agrar- und Energiesektor
Datenflüsse sind nicht nur im Gesundheitswesen von unschätzbarem Wert. In der Landwirtschaft kann die langfristige Erfassung von Nährstoffgehalten, Bodeneigenschaften und Erträgen Aufschluss darüber geben, wie Dünge- und Pflanzenschutzmittel zielgerichtet eingesetzt werden können, ohne die landwirtschaftlichen Nutzflächen ökologisch zu stark zu beanspruchen. Die Forschenden des Zukunftslabors Agrar ermitteln Datenaufzeichnungen und –flüsse in der landwirtschaftlichen Wertschöpfungskette, zeigen Lücken auf und entwickeln Lösungsansätze. Beteiligte des Zukunftslabors Agrar wirken darüber hinaus im Projekt ODiL mit, das eine Open-Source-Plattform zur Integration und Vernetzung von Daten aus gegenwärtig heterogenen Systemen der landwirtschaftlichen Betriebe entwickelt. Mit dieser Datenplattform werden insbesondere von Praxispartnern wirtschaftlich hoch relevante Wertschöpfungsnetze aufgebaut.
Der Energiesektor ist ebenfalls auf einen reibungslosen Datenfluss angewiesen, um innovative Konzepte wie Smart Quarters zu realisieren. Dabei handelt es sich um private, gewerbliche oder öffentliche Gebäude eines Stadtteils, die sich zur klimafreundlichen, innovativen und effizienten Energieversorgung zusammenschließen und vernetzen. Das Zukunftslabor Energie thematisiert den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien in digitalisierten Energiesystemen, um benötigte Daten zur Sicherstellung der Energieversorgung in Smart Quarters zu erfassen, zu speichern und auszuwerten. Um die Energiewende und Digitalisierung der Energiebranche bewältigen zu können, ist ebenfalls ein möglichst offener Datenaustausch notwendig, wie z. B. durch die Software-Plattform openKONSEQUENZ. Dabei handelt es sich um eine modulare, herstellerunabhängige Open-Source-Lösung (mit öffentlichem Quelltext zur Nutzung und Weiterentwicklung durch Dritte) für Netzbetreiber von Wasser und Energie. Unabhängige Softwarehäuser können Softwarelösungen entwickeln und Netzbetreibern über die openKONSEQUENZ Plattform anbieten.
Innovationen in Arbeitswelt, Mobilität und Produktion basieren auf Daten
Auch ein Forschungsthema des Zukunftslabors Gesellschaft und Arbeit benötigt umfangreiche Datensätze: der Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) im Arbeitsleben. Die Wissenschaftler*innen untersuchen unter anderem, welche Auswirkungen KI auf die Arbeit von Beschäftigten hat. Das Thema Daten spielt hier in dem Sinn eine Rolle, als dass KI auf der Grundlage von Datensätzen Regelmäßigkeiten bzw. Strukturen erkennt und so zum Beispiel fehlerhafte Produktionsprozesse identifizieren kann. Beim Einsatz von KI kommt es zum einen auf rechtliche Aspekte zur Speicherung und Nutzung umfangreicher Datensätze an. Zum anderen gilt es auch ethische Fragen zu klären, etwa wer die Verantwortung für Entscheidungen der KI trägt.
Der stetige Austausch von Daten ist außerdem Thema des Zukunftslabors Mobilität. Neue Konzepte wie autonomes Fahren werden nur möglich, wenn Daten unterschiedlicher Quellen (z. B. Ampeln, Wetterprognosen) einheitlich erfasst, verknüpft und zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise können autonome Fahrzeuge mit ihrer Umwelt kommunizieren (V2X-Kommunikation – Vehicle-to-everything) und Personen sowie Güter ohne menschliches Eingreifen transportieren. An der Bereitstellung dieser Datenstruktur sowie die damit verbundenen Sicherheitsvorkehrungen arbeiten die Forschenden dieses Zukunftslabors. Über die Netzwerke der Beteiligten besteht die Möglichkeit, auf Datenplattformen zuzugreifen, die Simulations- und Echtdaten vereint und verschiedensten Akteuren aus Forschung und Praxis zur Verfügung stellt. Dies leistet z. B. die Anwendungsplattform Intelligente Mobilität (AIM) in Bezug auf intelligente Mobilitätsdienste und autonomes Fahren.
In der sogenannten Industrie 4.0, der automatisierten und vernetzten Produktion, kommt es ebenfalls auf Datenflüsse an: Intelligente und digital vernetzte Systeme erfassen Daten der automatisierten Produktion von der Entwicklung bis zum Recycling der Produkte. Die ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfungskette ermöglicht es, Produktionsprozesse zu optimieren und wirtschaftlicher zu gestalten. Die Forschenden des Zukunftslabors Produktion entwickeln eine Methode zur Bereitstellung und Absicherung der IT-Infrastruktur, die für den prozess- und standortübergreifenden Informationsaustusch einer vernetzten Produktion erforderlich ist. Ein Beispiel für eine Plattform, die sich mit solch einem Datenaustausch beschäftigt, ist FAVIA. Sie beinhaltet unter anderem durch den Standard „OPC UA“ (Datenaustauschstandard für die industrielle Kommunikation) vereinheitlichte und sichere Kommunikationsstrukturen für verteilte Steuerungssysteme.
Corona-Tracking-App anonymisiert Nutzer-IDs
Am Beispiel der Universitätskliniken, die sich zur Eindämmung des Coronavirus zusammenschließen, wird deutlich: Die Erfassung, Speicherung und Nutzung von Daten spielt in allen Bereichen des Lebens eine zentrale Rolle. Auch die Corona-Tracking-App, die aktuell entwickelt wird und der Ausbreitung von Covid-19 entgegenwirken soll, ist auf Daten angewiesen. Über Bluetooth sendet und empfängt sie Signale von Personen in unmittelbarer Nähe. Diese Daten speichert sie anonymisiert für 21 Tage. Im Fall einer nachgewiesenen Infektion mit dem Coronavirus sendet die App einen Hinweis an alle Smartphones, deren Signale sie gespeichert hat, sodass sich die Personen in vorsorgliche Quarantäne begeben können (Quelle: welt.de). Solche hilfreichen Maßnahmen basieren auf Dateninfrastrukturen, die unterschiedliche Quellen zusammenführen. Die Corona-Krise zeigt, dass diese Lösungen weiterentwickelt werden müssen, um innovative Konzepte für die Zukunft voranzutreiben. Die Forschenden der sechs Zukunftslabore arbeiten intensiv daran, anwendungsfähige Lösungen für ihre Schwerpunktthemen zu finden und für die Praxis verfügbar zu machen.
Weitere Informationen zu den Tätigkeiten der Zukunftslabore finden befinden sich hier.
