Die wissenschaftliche Forschung bringt eine große Vielfalt digitaler Ressourcen hervor. Dazu zählen längst nicht nur Forschungsdaten, sondern auch Software, KI-Modelle, Workflows, Trainingsmaterialien, Ontologien, Publikationen und viele weitere Forschungsartefakte. Sie sind wesentliche Bausteine des wissenschaftlichen Erkenntnisprozesses und tragen dazu bei, Forschung nachvollziehbar, reproduzierbar und für weitere Arbeiten nachnutzbar zu machen.

Doch genau hier liegt eine große Herausforderung: Viele dieser Artefakte werden in unterschiedlichen Repositorien, Datenbanken oder Plattformen veröffentlicht, häufig mit uneinheitlichen oder unvollständigen Metadaten. Oft fehlen Informationen darüber, wie die einzelnen Ressourcen zusammenhängen oder in welchem Kontext sie entstanden sind. Die Folge sind sogenannte digitale Silos: Informationen sind zwar vorhanden, bleiben jedoch voneinander getrennt, schwer auffindbar und lassen sich nur eingeschränkt miteinander verknüpfen oder nachnutzen.

Hier kommen semantische Technologien ins Spiel. Sie beschreiben Forschungsartefakte mit standardisierten, maschinenlesbaren Metadaten, stellen Beziehungen zwischen ihnen her und entwickeln ein Wissensnetzwerk, in dem Maschinen Zusammenhänge erkennen und Forschende relevante Informationen schneller finden, kombinieren und weiterverwenden können.

Auch in der Forschung und Entwicklung von ZB MED spielen semantische Technologien eine zentrale Rolle. In unserem Jahresbericht berichtet das Semantic-Technologies-Team (SemTec-Team) wie es dazu beiträgt, digitale Silos aufzubrechen und Forschungsartefakte miteinander zu verbinden, und gibt Einblicke in weitere Arbeitsbereiche.

Der folgende Beitrag ist erstmals im ZB MED-Jahresbericht 2025 auf Englisch erschienen.

Semantische Brücken zwischen Forschungsartefakten: Wie das ZB MED-SemTec-Team digitale Silos überwindet

Datengetriebene Forschung umfasst heute nicht nur Daten, sondern viele weitere Artefakte: Software, KI-Modelle, Schulungsmaterialien, Workflows und vieles mehr. Werden diese Ressourcen gar nicht oder nur mit unzureichenden Metadaten veröffentlicht, entstehen digitale Silos – voneinander getrennte Informationsinseln, die schwer auffindbar und kaum nachnutzbar sind.

Das Team Semantic Technologies (SemTec) bei ZB MED begegnet diesem Problem verlorener Forschungsartefakte, indem es Rohinformationen in ein strukturiertes, vernetztes Wissensnetz überführt. Ziel ist es, Metadatenbrücken zwischen unterschiedlichsten Forschungsartefakten zu schaffen. Je mehr Artefakte miteinander verbunden werden, desto besser – vorausgesetzt, die Verknüpfungen erfolgen nach den FAIR-Prinzipien.

Im Zentrum dieser Brücken stehen semantische Metadaten, die den Forschungsartefakten den notwendigen Kontext verleihen. Das SemTec-Team nutzt Standards des Semantic Web, darunter Wissensgraphen (Knowledge Graphs) und das Resource Description Framework (RDF), um Forschungsartefakte so zu beschreiben, dass sie maschinenlesbar werden. Dadurch können sie automatisiert verarbeitet, sinnvoll miteinander verknüpft und im Einklang mit den FAIR-Prinzipien genutzt werden.

Die Arbeit des SemTec-Teams trägt wesentlich zur Umsetzung der FAIR-Prinzipien – Findable, Accessible, Interoperable und Reusable – bei. Gleichzeitig entsteht eine belastbare semantische und faktenbasierte Infrastruktur, die die Nachvollziehbarkeit, Reproduzierbarkeit und Transparenz von KI-Anwendungen unterstützt.

Metadaten für Forschungssoftware

Forschungssoftware wird in nahezu allen wissenschaftlichen Disziplinen eingesetzt und ist häufig selbst Gegenstand der Forschung. Umso wichtiger ist es, dass auch Forschungssoftware die FAIR-Kriterien erfüllt. Dafür muss sie mit aussagekräftigen Metadaten beschrieben werden.

Das CodeMeta Project, eine internationale Community-Initiative, stellt der Forschungssoftware-Community eine Grundlage zur Beschreibung softwarebezogener Artefakte zur Verfügung. Dennoch bestehen weiterhin Herausforderungen, etwa fehlende Metadatenelemente oder ein Mangel an konkreten Anwendungsempfehlungen für CodeMeta, wie die NFDI Research Software Metadata Working Group festgestellt hat.

• „Research Software Metadata“ – Working Group Charter (NFDI section-metadata): https://doi.org/10.5281/zenodo.10036379

Das SemTec-Team leistet einen Beitrag zu diesen Bemühungen, die durch das von der DFG geförderte Projekt „Connected Open-Source Software“ (ConnOSS) weiter vorangetrieben werden. ConnOSS startete im September 2025 und konzentriert sich auf die Entwicklung einer auf Wissensgraphen basierenden Infrastruktur zur Vernetzung und Aufwertung von Forschungssoftware und den dazugehörigen Metadaten. Das Projekt wird vom ZB MED gemeinsam mit GESIS – Leibniz-Institut für Sozialwissenschaften und der Universität Oldenburg geleitet.

• Mehr über das Forschungsprojekt ConnOSS

Softwaremanagementpläne

Das SemTec-Team engagiert sich außerdem im Bereich der Softwaremanagementpläne (Software Management Plans, SMPs). Diese erweitern klassische Datenmanagementpläne um softwarebezogene Anforderungen.

Seit 2025 ist das Team Partner im NFDI-Basisprojekt DMP4NFDI und arbeitet daran, SMPs in den Research Data Management Organiser (RDMO) zu integrieren. Darüber hinaus beteiligt sich das SemTec-Team an einer deutschlandweiten Initiative, die Bekanntheit und Nutzung von Software-Managementplänen untersucht.

• über den NFDI-Basisdienst DMP4NFDI

• „From Vision to Implementation: Current Practices and Challenges of Software Management Plans in Research“: https://doi.org/10.5281/zenodo.16735301

KI-Modelle