Leibniz-Roadmap Forschungsinfrastrukturen
Der erste Roadmapprozess für Forschungsinfrastrukturen wurde 2016 abgeschlossen. Das interne Verfahren hat auch dazu beigetragen, dass sich vier Konzepte der Leibniz-Roadmap am nationalen Priorisierungsverfahren – Nationale Roadmap Forschungsinfrastrukturen – beteiligt haben. Zeitgleich wurden drei Konzepte auf die 2016 aktualisierte ESFRI-Roadmap aufgenommen, bei denen Leibniz-Institute – teilweise federführend – beteiligt sind..
Mit der Leibniz-Roadmap für Forschungsinfrastrukturen wurde ein kontinuierlicher Prozess etabliert. So erfolgt in den Jahren 2021/22 die erste Überprüfung und Aktualisierung der Roadmap aus 2016, verantwortet durch die Ständige Kommission für wissenschaftliche Infrastruktureinrichtungen und Forschungsmuseen (KIM). Die Roadmap weist den Weg, auf dem die Leibniz-Gemeinschaft das deutsche Wissenschaftssystem – einschließlich ihrer eigenen Einrichtungen – nachhaltig stärken und dynamisch mitgestalten kann.
Projekte der Leibniz-Roadmap Forschungsinfrastrukturen 2016
Herausforderung und Relevanz
Der Kenntnisstand über Veränderungen von Biodiversität in Deutschland ist unzureichend. Bislang gibt es keine geeignete Infrastruktur mit moderner Technologie, die analog zu existierenden Infrastrukturen in der Klimaforschung Veränderungen der Biodiversität detektiert und die Ursachenforschung und Szenarienentwicklung ermöglicht. Solange die Datenbasis ungenügend ist, fällt es schwer, Akteure in Landwirtschaft, Stadt- und Landschaftsplanung mit guten Analysen zu überzeugen und Erkenntnisse der Systemökologie lassen sich kaum auf die reale Landschaft übertragen. BioM-D entwickelt daher neuartige automatisierte Multisensorstationen und Auswertungsverfahren. Damit sollen sowohl historische als auch neue Beobachtungsdaten in einem umfassenden IT-System mobilisiert, harmonisiert und integriert werden.
Was ist BioM-D?
BioM-D ist als eine verteilte Infrastruktur vergleichbar mit Infrastrukturen, die in der Klimaforschung eingesetzt werden. Sie wird Multisensorstationen („Wetterstationen“), Messstationen auf Schiffen, Zentren zur Auswertung von Fernerkundungsdaten, Portale zum Einspeisen von Beobachtungsdaten und eine aufwändige IT-Infrastruktur umfassen. BioM-D wird eine koordinierende Zentrale haben und mehrere spezialisierte Standorte, die für das Monitoring in Gewässern und an Land sowie für die Fernerkundung und die Einbindung der Aktivitäten von ehrenamtlichen Naturbeobachtern zuständig sind. Die beteiligten Institute verschränken ihre bisherigen Aktivitäten zu der größeren Einheit BioM-D, so dass Analysen für sehr viele Arten über große Flächen und Zeiträume mit standardisierten Verfahren möglich werden. Nutzer können Daten und Empfehlungen für Monitoringprogramme abrufen Analysewerkzeuge einsetzen, Ergebnisse dauerhaft sichern und mit anderen Daten abgleichen und so BioM-D als Arbeitsplattform für Projekte verwenden.
Zugang und Nutzergruppen
Open Access, Shared Access und User Access. Nutzer sind Forschungsinstitute, die sich mit Populationsbiologie, Biogeographie, Ausbreitungspotentialen, Populationsgenetik, Landschaftsgenetik oder genomischer Evolution befassen. Auch Klimafolgenforschung und Nachhaltigkeitsforschung brauchen BioM-D, ebenso wie die Forschung zu Natur- und Artenschutz, Stadt- und Landschaftsplanung und die Analyse der Folgen von Landnutzung. BioM-D wird mit seiner neuen Qualität von Technologien und Daten eine wertvolle Unterstützung für Gutachter, Bundes- und Landesämter sein. Technologien wie DNA-Barcoding sind zudem relevant für Forensik und Zollämter. Die Daten sind des Weiteren für zahlreiche internationale Berichtspflichten, Abkommen und Initiativen relevant (u.a. AEWA, CBD, CMS, CITES, EUROBATS, FFH, IPBES, WRRL). Alle Daten und Software-Werkzeuge sind grundsätzlich frei verfügbar und leicht zugänglich – mit Ausnahme besonders sensibler Daten (beispielsweise Fundorte geschützter Arten). Für alle Nutzungen, die zusätzliche Kosten verursachen, müssen diese erstattet werden. Ein zentrales Internetportal wird die Nutzungsmöglichkeiten erläutern und Nutzer an die Standorte weiterleiten, die spezielle Methoden anbieten.
Partner
Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK)
Botanischer Garten und Botanisches Museum Berlin (BGBM)
Botanische Staatssammlung München (BSM)
Leibniz-Institut Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ)
Senckenberg – Deutsches Zentrum für Marine Biodiversität (DZMB)
German Federation for Biological Data (GFBio)
German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDIV)
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW)
Museum für Naturkunde (MfN)
Umweltforschungszentrum (UFZ)
Group on Earth Observations Biodiversity Observation Network (GEO BON)
Bundesamt für Naturschutz (BfN)
Dazu zahlreiche Fraunhofer-Institute und Universitäten in F&E Projekten
Zeithorizont
Aufbauphase: 10 Jahre
Nutzungsphase: unbegrenzt
Finanzierung
Aufbauphase: ca. 418,6 Mio. Euro; davon ca. 15,35 Mio. Euro für Baumaßnahmen, ca. 99,7 Mio. Euro für Investitionen, ca. 294,4 Mio. Euro für Forschung und Entwicklung neuer Technologien und Datenstrukturen
Koordination
Prof. Dr. Johann Wolfgang Wägele
Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig – Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere (ZFMK)
T 0228 / 0122 200
w.waegele(at)zfmk.de
Herausforderung und Relevanz
Deutschland verfügt in seinen öffentlichen Forschungsmuseen, Universitäten und anderen sammlungsbasierten Forschungseinrichtungen über weltweit einmalige Bestände an naturwissenschaftlichen Sammlungsbelegen und Proben aus aller Welt mit sehr hohem wissenschaftlichem und kulturellem Wert. Deutschlandweit sind dies mehr als 150 Millionen Objekte. Das enorme Potential, das diese Sammlungen für die Forschung (insbesondere die Biodiversitätsforschung), aber auch für Bildung, Kultur und innovative Verwertungsmöglichkeiten bieten, wird derzeit mangels ausreichender Zugänglichkeit nicht annähernd ausgeschöpft. Hier besteht erheblicher und dringlicher Handlungsbedarf, der durch DCOLL angegangen wird.
Was ist DCOLL?
DCOLL ist als eine dezentrale, national koordinierte Forschungsinfrastruktur konzipiert. Sie strebt folgende wissenschaftliche und fachliche Ziele an:
1. Die digitale Erschließung der Bestände der naturkundlichen Forschungssammlungen zur Intensivierung der Nutzung dieser Bestände auf nationaler und globaler Ebene für wissenschaftliche, wirtschaftliche und kulturelle Zwecke.
2. Die Erschließung neuer nationaler und internationaler Märkte der Nutzanwendung naturkundlicher Sammlungen, vor allem im Bereich digitaler Daten.
3. Die Förderung neuer, integrativer und interdisziplinärer Forschungsansätze auf folgenden Themenfeldern: Entdeckung, Erfassung und Schutz der biologischen Vielfalt; Bioinformatik, Biodiversitätsinformatik und (meta-)Omics-Technologien; Umweltveränderungen, Geoprozesse und Globaler Wandel; Erhaltung und Nutzung natürlicher Lebensgrundlagen, Bioökonomie; Menschliche Gesundheit, Ernährung und Rohstoffe; Gesellschaftlicher Wandel und lebenslanges Lernen.
Zugang und Nutzergruppen
User Access. DCOLL adressiert den Bedarf von drei großen Nutzergruppen:
1. die Forschungscommunity im engeren und weiteren Sinne
2. die Akteure von Bildung und Öffentlichkeitsarbeit und
3. die Wirtschaft, Behörden und weiteren gesellschaftlichen Gruppen.Entsprechend der Natur der Objekte und Proben unterscheidet sich die Nutzung einzelner Sammlungen erheblich. Im Mittelpunkt steht grundsätzlich die wissenschaftliche, stets international ausgerichtete Nutzung (ca. 75-80 Prozent). Die Nutzung für Bildung und Öffentlichkeitsarbeit (ca. 15-20 Prozent) fokussiert meist auf bestimmte Objektklassen und Bestände und ist vorwiegend national oder lokal geprägt. Die Nutzung durch Wirtschaft und andere Gruppen macht nur einen vergleichsweise geringen Anteil aus (ca. 10 Prozent).
Partner
Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung (MfN)
Leibniz Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ)
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung (SGN)
Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig – Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere (ZFMK)
Botanischer Garten und Botanisches Museum Berlin-Dahlem (BGBM), Freie Universität Berlin
Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart (SMNS)
Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns (SNSB)
Zeithorizont
Aufbauphase: 2019 – 2026
Betriebsphase: ab 2027Finanzierung
Aufbauphase: 372 Mio. Euro
Nutzungsphase: ca. 12,5 Mio. Euro pro Jahr, von den Mitgliedern des Konsortiums aus Eigenmitteln, Nutzungsentgelten, Kostenerstattung/Aufwandsentschädigung, Drittmittelprojekten und Dienstleistungsentgelten finanziert
Koordination
Dr. Christoph Häuser
Museum für Naturkunde – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung (MfN)
T 030 / 2093 - 8479
christoph.haeuser(at)mfn-berlin.de
Herausforderung und Relevanz
Der digitale Wandel hat die Arbeitsweisen, Methoden und Datenbestände der historisch arbeitenden Wissenschaften nachhaltig verändert. Das Publikationswesen der traditionell printorientierten historischen Wissenschaften ist davon ebenso fundamental betroffen wie die Entwicklung von digitalen Informationsinfrastrukturen, Werkzeugen und Methoden. Zusätzlich nutzen und gestalten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die digitale Welt und tragen zu Prozessen wie Digitalisierung, Retro-Digitalisierung alter Quellen, Annotationen, Suchstrategien und Discovery-Systeme bei.
Die grundlegende Problematik aller bislang existierenden Initiativen zu digitalen Forschungsinfrastrukturen für die historischen Wissenschaften ist die Anforderung, einerseits generische Lösungen zu entwickeln und andererseits dem spezifischen Bedarf einzelner Teildisziplinen gerecht zu werden. Gleichzeitig sind die Anforderungen hoch, wenn die Infrastruktur nicht nur Insellösungen verwalten, sondern selbst Impulse setzen und innovative, international wettbewerbsfähige, transparente und anschlussfähige Forschung ermöglichen soll.
Was ist GeWissDigital?
Das Leibniz-Kompetenznetzwerk GeWissDigital in den historischen Wissenschaften ist geplant als ein Netzwerk von fünf historisch arbeitenden und zwei sozialwissenschaftlichen Instituten der Leibniz-Gemeinschaft für den Umgang mit historisch relevanten Forschungsdaten und digitalen Publikationen. Die Partnerinstitutionen werden ihre Forschungsdatenbestände fachgerecht und nachhaltig bündeln, um Aktivitäten und Angebote unter Berücksichtigung der etablierten Best Practices in Projekten wie CLARIN-D oder DARIAH-DE koordiniert den Institutionen der Leibniz-Gemeinschaft sowie der gesamten historisch forschenden Fachgemeinschaft zur Verfügung zu stellen. Zudem werden neue Methoden aus dem Bereich der Digital Humanities entwickelt und evaluiert.
Es wird zusätzlich eine Anlaufstelle für rechtliche Fragen der digitalen Publikationen darstellen. Es wird beim Umgang mit Forschungsdaten beraten und es werden entsprechende Nachwuchsausbildungen organisiert. Mit den Forschungsdaten der GESIS und des SOEP offeriert das Netzwerk, nach der im ersten Schritt notwendigen, geschichtswissenschaftlich relevanten Aufbereitung dieser Daten und ihrer Metadaten, einen besonders umfangreichen Datenpool für die Zeitgeschichte.
Zugang und Nutzergruppen
Als ein dezentrales Kompetenznetzwerk adressiert GeWissDigital die historisch arbeitende Fachgemeinschaft in den Leibniz-Instituten und den Universitäten sowie die historisch interessierte Bildungspraxis.
Partner
Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung (DIW), SOEP
Georg-Eckert-Institut – Leibniz-Institut für internationale Schulbuchforschung (GEI)
GESIS - Leibniz-Institut für Sozialwissenschaften
Herder-Institut für historische Ostmitteleuropaforschung – Institut der Leibniz-Gemeinschaft (HI)
Institut für Zeitgeschichte (IfZ)
Leibniz-Institut für Europäische Geschichte (IEG)
Zentrum für Zeithistorische Forschung (ZZF)
Zeithorizont
2018-2020: Implementierung
Ab 2020: Dauerbetrieb
Koordination
Prof. Dr. Eckhardt Fuchs
Georg-Eckert-Institut – Leibniz-Institut für internationale Schulbuchforschung (GEI)
T 0531 / 59099 - 500
fuchs(at)gei.de
Herausforderung und Relevanz
Geistes-, Kultur-, und Sozialwissenschaften liefern Wissen über kulturelle, wirtschaftliche und soziale Entwicklungen und helfen so die Welt zu verstehen, zu gestalten und zwischen den Kulturen zu vermitteln. Die Sammlungen der kulturhistorischen Museen und Universitäten Deutschlands sind einzigartige Repräsentationen menschlichen Denkens, Schaffens und Handelns. Als Teil des kulturellen Erbes der Menschheit werden sie themenzentriert und dezentral aufbewahrt, sind jedoch in der notwendigen Tiefe noch wenig erschlossen und in Bestand und Erhaltung gefährdet. Herausforderungen bestehen vor allem in der Vereinheitlichung von Formaten, u.a. zur (Retro-)Digitalisierung, bei der Langzeitarchivierung und der langfristigen Sicherung des Zugangs zu Forschungsdaten und Kontextinformationen.
Was ist KultSam?
KultSam entwickelt auf der Basis einer breitgefächerten Methodenkompetenz effektive Werkzeuge und innovative Informationsdienste sowohl zur Unterstützung individueller und kollaborativer Spitzenforschung in den Kulturwissenschaften als auch zur digitalen Erschließung, Bewahrung und Vernetzung sammlungsbezogenen Wissens für breite Nutzergruppen. Die konsequent nutzerorientierte Informationsservices werden kooperativ gebündelt, erschlossen und in einer inter- und transdisziplinär ausgerichteten virtuellen Forschungsumgebung präsentiert.
KultSam schafft ein nationales Kompetenznetzwerk sammlungsbasierter Forschung für eine Vielzahl wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Nutzergruppen. Es soll als nationaler Ansprech- und Kompetenzpartner für international agierende Initiativen und Forschungsverbünde im Bereich des kulturellen Erbes und der Digital Humanities fungieren.
KultSam ist als eine dezentrale Forschungsinfrastruktur konzipiert, die aus vier komplementären Forschungsnetzwerken besteht. Die Kompetenzfelder der Zentren reichen von der Dokumentation und Digitalisierung (München), der Archäometrie, Konservierungs- und Restaurierungsforschung (Bochum) über die Sammlungsnutzung in der forschenden Lehre (Göttingen) bis zu Datenmanagement und Langzeitarchivierung (Karlsruhe).
Zugang und Nutzergruppen
Open Access und in Teilen User Access. KultSam addressiert den Bedarf von drei großen Nutzergruppen:
1. Forschungscommunities im engeren und weiteren Sinne,
2. die universitäre Lehre,
3. gesellschaftliche Akteure (z.B. Denkmalschutz und interessierte Fachöffentlichkeiten).Partner
Deutsches Museum (DM)
Deutsches Bergbau-Museum (DBM)
Deutsches Schiffahrtsmuseum (DSM)
FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur (FIZ KA)
Germanisches Nationalmuseum (GNM)
Römisch-Germanisches Zentralmuseum (RGZM)
Stiftung Preußischer Kulturbesitz (SPK) mit den Mitgliedseinrichtungen: Institut für Museumsforschung Berlin; Rathgen Forschungslabor Berlin; Zedikum Berlin
Georg-August Universität Göttingen
Zeithorizont
2016–2018: Vorlauf- und Planungsphase
2019–2028: Aufbauphase
ab 2029: Betriebsphase
Finanzierung
Aufbauphase: ca. 126 Mio. Euro, davon rund 50 Mio. Euro von den Verbundpartnern aus Eigenmitteln finanziert
Nutzung- und Auslaufphase: 3–4 Mio. Euro pro Jahr
Drittmitteleinwerbungen in der Größenordnung von 10–15 Mio. Euro (gesamt)
Koordination
Prof. Dr. Helmuth Trischler
Deutsches Museum (DM)
T 089 / 2179 - 209
H.Trischler(at)deutsches-museum.de
Herausforderung und Relevanz
Hochdurchsatzverfahren zur gesamtheitlichen Erfassung von Genen, Transkripten, Proteinen und Metaboliten (Omics-Technologien) haben sich zum Schlüssel der modernen lebenswissenschaftlichen Forschung entwickelt, da sie umfassende und einzigartige Einblicke in die molekularen Grundlagen des Lebens ermöglichen. Für die deutsche Forschung bieten die Omics-Technologien immenses Potential – allerdings ist die Anwendung dieser Verfahren von der Verfügbarkeit apparativer und informationstechnischer Kapazitäten auf dem neuesten Stand der Technik abhängig. Damit die deutsche Forschung Omics-Technologien optimal nutzen kann, müssen bestehende Strukturen für Hochschulen und außeruniversitäre Institute in ganz Deutschland besser zugänglich gemacht und langfristige Finanzierungsstrategien zur technologischen und bioinformatischen Weiterentwicklung geschaffen werden.
Was ist LiON?
Das Omics-Netzwerk LiON soll die vorhandene Expertise und Instrumentation der beteiligten Leibniz-Institute in den Omics-Technologien bündeln, sie synergistisch weiterentwickeln und die analytischen und informationstechnischen Kapazitäten und Datenspeicher massiv ausbauen.
LiON wird inhaltlich auf die Analyse nichtklinischer mikrobieller Modellorganismen und Gemeinschaften sowie natürlicher und selektierter Populationen wichtiger Tier- und Pflanzenarten fokussiert sein, da diese Bereiche hochrelevant für die Bioökonomie sind und die Institute der Leibniz-Gemeinschaft auf diesen Forschungsgebieten eine spezifische Expertise vorhalten. Der Schwerpunkt liegt auf der Etablierung und dem Ausbau zukunftsträchtiger, aber finanziell und apparativ besonders aufwändiger Technologien, insbesondere von Einzelmolekül-Echtzeitsequenzierung, Einzelzellgenomik, Metagenomik, Proteomik, Epigenomik und Metabolomik.
In Form einer verteilten Infrastruktur beteiligen sich an LiON eine begrenzte Zahl leistungsfähiger Kompetenzzentren (Knoten), die ihre technologiespezifischen Kapazitäten koordiniert und komplementär weiterentwickeln. Im Gegensatz zu dem bisherigen Modell großer internationaler Sequenzierzentren konzentriert sich die Arbeit der einzelnen Knoten innerhalb von LiON dezidiert auf ausgewählte organismische Gruppen und Technologien, was eine effektive bioinformatische Auswertung und spezifische Datenintegration ermöglicht.
Die mit weiterentwickelten Omics-Ansätzen gewonnenen Erkenntnisse und die Entwicklung neuartiger Methoden sind von unmittelbarer Relevanz für die Translation (z.B. Produktoptimierung in der Biotechnologie, molekulare Diagnostik) und legen somit die Grundlage für neue Wertschöpfungsketten. LiON ermöglicht darüber hinaus die effiziente Vermittlung des notwendigen Fachwissens in Ausbildung und Lehre.
Zugang und Nutzergruppen
User Access. LiON bietet Nutzern aus universitären und außeruniversitären Forschungsinstituten den direkten Zugang zu aktuellen Omics-Technologien, zur notwendigen fachlichen Expertise sowie auch zu bioinformatischen Auswertungsroutinen und modernem Datenmanagement. Daneben bietet LiON umfassende Expertise für Entscheidungsträger und Forschungsförderung an.
Innerhalb des Netzwerks erfolgt der Zugang entsprechend der spezifischen Organismengruppe (Mikroorganismen, Pflanzen, Tiere) über die Knoten mit der jeweiligen Fachkompetenz.
Die Priorisierung von größeren Schwerpunktprojekten erfolgt durch einen Lenkungsausschuss unter Einbindung eines externen Nutzerrats.
Partner
Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen
Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN)
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans Knöll-Institut (HKI)
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)
Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS)
Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)
Zeithorizont
Vorbereitungsphase: Mai 2017-April 2018
Aufbauphase: Mai 2018-April 2022
Betriebsphase: ab Mai 2022
Finanzierung
Aufbauphase: 33,5 Mio. Euro, rund 30 Prozent der Kosten (10 Mio. Euro) werden von den Netzwerkpartnern aus Eigenmitteln finanziert
Betriebsphase: 3 Mio. Euro pro Jahr
Drittmitteleinwerbungen in der Größenordnung von 10–12 Mio. Euro pro Jahr
Koordination
Prof. Dr. Jörg Overmann
Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen
T 0531 / 2616 - 352
Joerg.Overmann(at)dsmz.de
Herausforderung und Relevanz
Infektionskrankheiten führen zu einer stetig steigenden Zahl von Todesfällen und gefährden die Weiterentwicklung der modernen Hochleistungsmedizin. Wesentliche Ursachen sind die weltweite Verbreitung (multi-)resistenter Bakterien und Pilze, das Auftreten bislang unbekannter Erreger sowie lebensbedrohliche Infektionen bei immungeschwächten Patienten, zum Beispiel in der Onkologie. In Kombination mit molekularbiologischen Methoden haben photonische Technologien in den vergangenen Jahren ihr enormes Potential bewiesen, die drängenden Probleme der Infektionsdiagnostik nachhaltig zu lösen.
Was ist das LPI?
Das LPI verfolgt das Ziel, Infektionserkrankungen mithilfe innovativer photonikbasierter Diagnostika und Therapieverfahren zu bekämpfen. In Form einer völlig neuartigen, nationalen und internationalen Nutzern offenstehenden Forschungsinfrastruktur sollen entlang einer kompletten Innovationspipeline — ausgehend vom Konzept bis hin zum validierten Verfahren — neuartige Diagnosetechnologien und Therapieansätze realisiert werden. Das LPI kombiniert hierzu ein breites Spektrum photonischer Technologien, darunter gänzlich neue, weltweit einzigartige Licht-basierte Methoden, mit molekularbiologischen Verfahren sowie enabling-Technologien (z.B. Mikrofluidik), um diese direkt in der Klinik zu nutzen. Die erforschten und in Form von Prototypen realisierten Diagnose- und Therapieansätze werden mittels Flying Study Nurses im Verlauf des Wertschöpfungsprozesses direkt einer multizentrischen klinischen Validierung zugeführt. Dieses Konzept ist bisher beispiellos und ein idealer Ansatz, um das Potential der photonischen Technologien effizient und zeitnah für klinische Routineprozesse zu erschließen.
Die LPI-Technologieplattform wird orts- und zeitauflösende spektroskopische bildgebende Technologieplattformen, neuartige Multimodal-Bildgebungstechnologien vom XUV bis zum FIR Spektralbereich sowie photonisch-molekularbiologische Point-of-Care-Technologien umfassen, die die Diagnose und Therapie von schwer behandelbaren Infektionen sowie Infektionen im Kontext von Immunsuppression und definierten Begleiterkrankungen ermöglichen werden. Kombiniert werden die photonischen Technologien mit biomedizinischen Technologien wie verschiedenen Omics-Verfahren, dem Next Generation Sequencing und weiteren enabling-Technologien wie der Mikrofluidik.
Zugang und Nutzergruppen
User Access.
1. Diagnostik/Monitoring-Technologieforscher und -entwickler aus der akademischen Photonik-Forschung bzw. aus der Wirtschaft und
2. Mediziner/Biologen und Chemiker aus dem Bereich der Infektionsforschung und Synthesechemie.
Entweder kommen die Forschergruppen aufgrund einer Eigeninitiative auf das LPI zu („technology push“) oder sie werden durch LPI-Technology-Scouts identifiziert und dazu motiviert, ihre Forschungsaktivitäten am LPI durchzuführen („technology pull“).Partner
Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT)
Universitätsklinikum Jena (UKJ)
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut (HKI)
Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU)
Zeithorizont
Vorphase: ab 2016
Aufbauphase: ab 2019
Betriebsphase: ab 2024
Finanzierung
Aufbauphase: 154,9 Mio. Euro (Planungsstand 2016), davon 67,7 Mio. Euro für Realisierung Bau- und Geräteinfrastruktur
Betriebsphase: 9,3 Mio. Euro (ab 2024 pro Jahr)
Zentrale Drittmitteleinwerbungen: 15 Mio. Euro über die Gesamtlaufzeit. Hinzu kommen Nutzergebühren sowie durch Nutzer eingebrachte Projektmittel
Koordination
Prof. Dr. Jürgen Popp
Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT)
T 03641 / 206 300
juergen.popp(at)leibniz-ipht.de
Herausforderung und Relevanz
Kurzlebige atmosphärische Bestandteile – Aerosole, Wolken, Spurengase – haben eine Aufenthaltsdauer in der Atmosphäre, die von wenigen Stunden bis Wochen reicht, womit sie sich von langlebigen Treibhausgasen unterscheiden. Diese kurze Lebenszeit führt zu sehr variablen räumlichen und zeitlichen Konzentrationsverteilungen und ist von schnellen Prozessen und Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen geprägt. Aerosolpartikel und kurzlebige Spurengase gehören zu den bedeutendsten anthropogenen Luftbeimengungen, die den Strahlungshaushalt der Erde beeinflussen und eine hohe Unsicherheit bei der Vorhersage des Strahlungsantriebs verursachen. Gleichzeitig haben sie einen starken Einfluss auf die menschliche Gesundheit und führen zu geschätzten 400.000 vorzeitigen Todesfällen in der Staatengemeinschaft der EU. Die Messung kurzlebiger atmosphärischer Bestandteile auf kontinentaler und globaler Skala ist daher eine notwendige Voraussetzung zum Verständnis relevanter atmosphärischer Prozesse und der Wirksamkeit von Maßnahmen zur Luftreinhaltung.
Was ist ACTRIS?
ACTRIS ist eine verteilte paneuropäische Forschungsinfrastruktur zur qualitätsgesicherten Beobachtung von Aerosolen, Wolken und kurzlebigen Spurengasen und zur Erforschung ihrer komplexen Wechselwirkungen im System Atmosphäre-Klima-Umwelt-Mensch. Basierend auf modernsten Messmethoden liefert ACTRIS vierdimensionale Daten der physikalischen und chemischen Eigenschaften kurzlebiger atmosphärischer Bestandteile.
ACTRIS bietet darüber hinaus Zugang zu zahlreichen Atmosphärenobservatorien und Forschungslaboren in Europa und weltweit. Vielfältige Dienstleistungen, wie freier Zugang zu Daten über ein zentrales Datenzentrum, die Kalibrierung von Instrumenten in verschiedenen europäischen Kalibrierzentren sowie die Ausbildung und Schulung von Personal, gehören ebenso zu ACTRIS wie Arbeiten zur innovativen Weiterentwicklung von Messtechniken und Beobachtungsmethoden in enger Kooperation mit Industriepartnern.
Nutzergruppen
Open Access und User Access. ACTRIS hat einen gesamtgesellschaftlichen Nutzerkreis, der von hochspezialisierten Forschern bis zur breiten Öffentlichkeit reicht und insbesondere folgende Gruppen umfasst:
1. Wissenschaft und Lehre im Feld der Atmosphären-, Klima- und Umweltforschung,
2. Privater Sektor bezüglich Innovation und Technologie für modernste Messgeräte,
3. Politik, Umweltämter, Wetterdienste und Flugsicherheit bezüglich Information und Beratung zu Klimaänderung, Luftreinhaltung und atmosphärischen Gefahrensituationen,
4. Organisationen und Dienste (z.B. WMO‐GAW, EMEP, ESA, IPCC, GEOSS, COPERNICUS) bezüglich Kalibrierung und Validierung von Instrumenten und Methoden, Datenbereitstellung sowie Weiterentwicklung von europäischen und globalen Beobachtungsnetzen.ACTRIS bietet freien Zugang zu allen Daten über ein zentrales Datenportal und organisiert den Zugang zu seinen Kalibrierzentren, Observatorien und Forschungslaboren über ein zentrales Büro.
Partner
Deutsche Partner
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS), Leipzig, Koordination ACTRIS-D
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven
Bergische Universität Wuppertal
Deutscher Wetterdienst, Offenbach
Forschungszentrum Jülich GmbH
Goethe-Universität Frankfurt am Main
Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe
Ludwig-Maximilians-Universität München
Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg
Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau
Universität Bremen
Universität zu Köln
Sowie über 100 weitere Partner aus 20 europäischen Ländern.
Zeithorizont
Planungs- und Aufbauphase: 2015-2020
Testphase: 2021-2024
Betriebsphase: ab 2025
Finanzierung
Kapitalwert gegenwärtig: ca. 450 Mio. Euro
Weiterer Aufbau: ca. 190 Mio. Euro
Betriebsphase: ca. 50 Mio. Euro pro Jahr
Kontakt
Prof. Dr. Andreas Macke
Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS)
T 0341 / 2717-7060
macke(at)tropos.de
Herausforderung und Relevanz
Pflanzen stellen die Basis für die Produktion aller unserer Nahrungs- und Futtermittel dar, sie liefern unverzichtbare Rohstoffe für unseren Alltagsbedarf (von Kleidung über Papier, Gummi bis Verpackungs-, Möblierungs- und Baustoffen), sie sind die Quelle vielfältigster Wertstoffe (z.B. Medikamente, Gewürze, Farbstoffe) und sie dienen als Energieträger. Um den ständig steigenden Bedarf an pflanzlichen Produkten decken zu können, der sich aus dem Wachstum der Weltbevölkerung und dem zunehmenden Rohstoffverbrauch und Energiebedarf ergibt und um deren Produktion umweltverträglich unter begrenzten Ressourcen und unter dem Einfluss des Klimawandels erzielen zu können, ist eine Steigerung der Ernteerträge, der Ertragsstabilität und der Produktqualität unverzichtbar. Für die dazu erforderliche Beschleunigung der Pflanzenzüchtung ist die Pflanzenphänotypisierung neben neuen molekularen Methoden eine zentrale Schlüsseltechnologie. Sie umfasst die automatisierte quantitative Erfassung der Eigenschaften von Pflanzen in ihrer Wechselwirkung mit der Umwelt.
Was ist EMPHASIS?
EMPHASIS soll die europäische Infrastruktur und die multidisziplinäre Kompetenz zur Phänotypisierung wissenschaftlich und züchterisch relevanter Pflanzenpopulationen bereitstellen. Diese werden unter kontrollierten Bedingungen in Gewächshausern und Klimakammern, unter simulierten Umweltbedingungen im Freiland und unter natürlichen Bedingungen in Zuchtgärten kultiviert. EMPHASIS verknüpft die erst kürzlich etablierten nationalen Phänotypisierungsplattformen der Gründungspartner in Deutschland, Frankreich, Belgien und Großbritannien (DPPN, FPPN, BePPN, UkPPN) und vielfältiger weiterer (z.T. in der Entstehung befindlicher) Einrichtungen in anderen europäischen Staaten.
Es werden fünf zentrale Infrastrukturfelder entwickelt und Zugang für akademische und industrielle Nutzer geschaffen: 1. Phänotypisierungsplattformen in Klimakammern und Gewächshäusern für Analysen in hoher Auflösung und/oder hohem Durchsatz; 2. Intensivexperimentatorien für den Hochdurchsatz im Freiland, 3. koordinierte Netzwerke von Feldphänotypisierungsinfrastrukturen mit hoher Praxisnähe, 4. Modellierungs-Plattformen zur Simulation/Testung vielfältiger neuartiger Genotypkombinationen und Wechselwirkungen und 5. e-Infrastrukturen für das strukturierte und standardisierte Datenmanagement. Damit werden modernste Infrastrukturen für die Technologieentwicklung und die Nutzung für biologische Experimente und züchterische Verfahren geschaffen und zugänglich gemacht, es werden aktuelle Informationssysteme für Speicherung, Management, Analyse und Zugang zu den erhobenen Daten geschaffen, und es wird ein breites Informations- und Ausbildungsangebot zu den aktuellsten Phänotypisierungstechniken, zu notwendigen Verfahrensstandards und zu effizienten Datenanalysemethoden bereitgestellt.
Zugang und Nutzergruppen
Neben den Hauptnutzern aus akademischen Forschungseinrichtungen und aus Wirtschaftsunternehmen, die mit intensiver Unterstützung der Plattformbetreiber in den bereitgestellten Analyse-Infrastrukturen experimentelle Arbeiten zu wissenschaftlichen und/oder züchterischen Fragestellungen in der Regel mit eigenen Pflanzenpopulationen durchführen, stellen auch Angehörige angrenzender Wissenschafts- und Technologiefelder Nutzer dar, die eingebettet in standardisierte und validierte Verfahren neue Methoden testen und entwickeln.
Partner
Direkte Projektpartner/Gründungspartner:
Aberyswyth Unversity, Großbritannien
Arvalis Institute de Vegetal, Paris, Frankreich
Centre for Ecology & Hydrology Bangor, Großbritannien
Centre Technique Interprofessionnel des Oléagineux Métropolitains, Frankreich
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, Paris, Frankreich
Forschungszentrum Jülich, Deutschland
Helmholtz Zentrum München, Deutschland
Institut National de la Recherche Agronomique, Paris, Frankreich
Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek, Merelbeke, Belgien
John Innes Centre, Norwich, Großbritannien
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung, Gatersleben, Deutschland
North Wyke Farm Platform, Harpenden, Großbritannien
Rothamsted Research, Harpenden, Großbritannien
Université catholique de Louvain, Belgien
Université de Liège, Belgien
University of Edinburgh, Großbritannien
University of Nottingham, Großbritannien
Vlaams Instituut voor Biotechnologie, Gent, Belgien
Zeithorizont
Vorbereitungs- und Aufbauphase: 2016/2020
Betriebsphase: 2017 (erster Access, volle Kapazität ab 2020) bis mindestens 2025
Finanzierung
(der direkten Projektpartner/Gründungspartner, s.o.)
Aufbauphase: ca. 186 Mio. Euro (institutionelle Mittel und Projektförderung)
Kontakt
Prof. Dr. Thomas Altmann
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)
T 039482 / 5214
altmann(at)ipk-gatersleben.deHerausforderung und Relevanz
Die europäische Sonnenphysik spielt mit den derzeit zur Verfügung stehenden nationalen Sonnenteleskopen eine Vorreiterrolle. Allerdings erfordert die weitere Erforschung der fundamentalen Prozesse auf der Sonne auf ihren intrinsischen räumlichen und zeitlichen Skalen eine deutlich höhere Auflösung als sie existierende Teleskope leisten können. Das kann mit einem Teleskop der Vier-Meter-Klasse erreicht werden. Dank ausgereifter adaptiver Optik kann ein großes Teleskop heute seine theoretische räumliche Auflösung auch wirklich erreichen; die größere Öffnung sammelt zudem genug Licht, um die auf kleinen räumlichen Skalen schnellen Abläufe zeitlich aufzulösen.
Was ist EST?
Das EST ist ein Vier-Meter-Sonnenteleskop, optimiert für Studien der magnetischen Kopplung von tiefer Photosphäre bis oberer Chromosphäre der Sonne. Durch die Messung von Strahlungsintensität, Spektren und Polarisation in sichtbaren und infraroten Wellenlängen können die thermischen, dynamischen und magnetischen Eigenschaften des Plasmas über viele Skalenhöhen bestimmt werden. Das EST ist deshalb spezialisiert für die Beobachtung in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung und für die gleichzeitige Nutzung verschiedenster Instrumente, die effizient zweidimensionale spektrale Information gewinnen können.
Das EST soll in 2.400 Meter Höhe auf Teneriffa oder La Palma errichtet werden. Die Kanarischen Inseln bieten die besten Beobachtungsbedingungen in Europa, vergleichbar mit den besten Sites weltweit. Der Betrieb soll gelenkt und unterstützt werden aus einem Telescope Operation and Science Center (TOSC) auf Meereshöhe. Die Beobachtungsdaten werden dort sofort bearbeitet und danach in Datenbanken abgelegt. Als dritte Komponente soll in Deutschland ein Science Data Center (SDC) entstehen, das den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die Daten zugänglich machen und die wissenschaftliche Nutzung der Daten optimieren wird.
Zugang und Nutzergruppen
Shared Access. Die Realisierung des EST ist die wichtigste Zielsetzung des EAST (European Association for Solar Telescopes) Konsortiums, das die gesamte europäische Sonnenphysik vereint. Die Beobachtungszeit soll fair über die EAST-Partner und weiteren Interessenten verteilt werden. Dabei soll einerseits allen Partnern der Zugang zum EST offenstehen in einem dem nationalen Beitrag entsprechenden Umfang. Andererseits soll ein erheblicher Teil der Beobachtungszeit in einem kompetitiven Antragsverfahren vergeben werden. Alle Beobachtungsdaten sollen nach einer gewissen Embargo-Zeit für alle zugänglich gemacht werden (Mehrfachnutzung der Daten).
Partner
Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Teneriffa, Spanien
Leibniz-Institut für Astrophysik, Potsdam, Deutschland
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen, Deutschland
INSU-CNRS, THEMIS S.L., Frankreich
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Rom, Italien
Università Tor Vergata, Rom, Italien
Università di Catania, Catania, Italien
Università della Callabria, Rende, Italien
University College London – MSSL, Großbritannien
Queen’s University Belfast, Großbritannien
Universität Sheffield, Großbritannien
Hvar Observatorium, Kroatien
Sterrekundig Instituut Utrecht, Niederlande
Institute of Theoretical Astrophysics, Universität Oslo, Norwegen
Institutsbereich Geophysik, Astrophysik und Meteorologie der Univ. Graz, Österreich
Astronomical Institute of the Wroclaw University, Polen
The Institute for Solar Physics, Stockholm, Schweden
Istituto Ricerche Solari Locarno, Schweiz
Astronomical Institute of the Slovak Academy of Sciences, Tatranská Lomnica, Slowakei
Instituto de Astrofísica de Anadalucia, Granada, Spanien
Astronomisches Institut AS CR, Ondrejov, Tschechische Republik
Heliophysical Observatory Debrecen, Ungarn
Zeithorizont
Design: 2008-2019
Bau: 2020-2026
Betrieb: 25-30 Jahre
Finanzierung
Design: ca. 20 Mio. Euro
Bau: ca. 160 Mio. Euro
Betrieb: ca. 9 Mio. Euro pro Jahr
Kontakt
Prof. Dr. Oskar von der Lühe
Kiepenheuer Institute für Sonnenphysik (KIS)
vorstand(at)leibniz-kis.de
KIM Arbeitsgruppe Leibniz-Roadmap
Leibniz-Institut DSMZ – Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, Braunschweig
T 0531 2616 352
Joerg.Overmann@dsmz.de
Headerfoto: CAROLA RADKE/MFN