7 min read
Covid-19 verstehen mithilfe von Daten
Teilen
WhatsappWhatsapp
2021-02-11 2021-02-01 1 Februar 2021 - Alexander Ginestous
7 min read
Bild

Giancarlo Guizzardi, Professor für Informatik an der unibz und einer der einflussreichsten und meistzitierten Forscher der Welt, klärt auf, wie seine konzeptionelle Modellierung den Kampf gegen die Pandemie effizienter machen kann.

Giancarlo Guizzardi, Dozent an der Fakultät für Informatik der Freien Universität Bozen, wurde erst kürzlich bei der International Conference on Conceptual Modeling als einer der weltweit meistzitierten und einflussreichsten Forscher ausgezeichnet. Er ist davon überzeugt, dass „die Lösung in der konzeptionellen Modellierung liegt“, beziehungsweise, dass wir durch das „Steuern“ informationstechnologischer Systeme Probleme verstehen und lösen können – Covid-19 inklusive.Hier ein Beispiel: Will man einem Computer beibringen, wie man einen einfachen Vorgang wie ein Fußballspiel „modelliert“, müssen dem Gerät eine Reihe logischer Regeln zur Verfügung gestellt werden, um ihm das Spiel zu erklären. Wie wird die Zeit gestoppt, was ist ein Torerfolg, wie viele Spieler befinden sich auf dem Feld und wie bewegen sie sich, was ist ein Faulspiel und so weiter. Der Computer muss nämlich zunächst ein allgemeines Verständnis für die Materie entwickeln. Das gleiche gilt für komplexere Angelegenheiten wie zum Beispiel eine Pandemie.

Die konzeptuelle Modellierung ist eine Grundlage für Disziplinen wie die künstliche Intelligenz, die Programmierung von Datenbanken und viele andere. Sie ist einer der Forschungsschwerpunkte des italienisch-brasilianischen Dozenten und Wahlsüdtirolers, der darin mittlerweile zu den weltweit angesehensten Experten zählt. „Ich war über die Auszeichnung sehr überrascht, wenn man bedenkt, dass meine erste Publikation erst 2002 erschienen ist“, erzählt Guizzardi. „Es war eine überaus erfreuliche Überraschung und ich fühle mich sehr geehrt.“ Und mit ihm freut sich Südtirol, das Talenten seit jeher fruchtbaren Boden bietet, über diese Auszeichnung, die exemplarisch für die Region steht. Eine dynamische und produktive Region, die weltweit anerkannte Forscher, Professoren und Wissenschaftler ihr zu Hause nennen. Experten, die genauso wie Guizzardi unsere Welt verändern können. „In schwierigen Zeiten, wie wir sie gerade durchleben, sind die Daten unsere wichtigste Informationsquelle“, bekräftigt Guizzardi und erklärt, dass gerade Covid-19 eine besonders konkrete und komplexe Thematik in seinem Fachgebiet darstellt. Sein Team arbeitet an Modellen, die dabei helfen können, die riesige Datenmenge rund um die Pandemie zu sammeln und zu verstehen. Dabei gleicht die Interpretation dieser Daten der Entdeckung einer geheimen Formel, der unsere Welt zugrunde liegt.

Professor Guizzardi, können Sie kurz erklären, was genau die konzeptionelle Modellierung ist?

Daten sind stets Bruchstücke der realen Welt. Indem wir sie modellieren, stellen wir Konzepte dar. Die konzeptuelle Modellierung ist somit eine Disziplin, welche die nötigen Werkzeuge zur Verfügung stellt, um solche Systeme bis ins letzte Detail zu konstruieren. Dieses Feld stellt eine große Herausforderung dar, gerade für Unternehmen und die öffentliche Verwaltung. Wir alle wissen, wie wichtig die Daten sind, die dort gesammelt werden.

Wie lässt sich all das auf Covid-19 übertragen?

In schwierigen Zeiten wie der aktuellen Gesundheitskrise spielt die Qualität der Daten eine zentrale Rolle, um zuverlässige Informationen zu erhalten. Der Mangel an „guten“ Daten kann sich negativ auf die Entscheidungsfindung auswirken und infolgedessen auch auf die rechtzeitige Einführung geeigneter Maßnahmen und die Entwicklung wirksamer Therapien. Die Qualität der Daten hängt dabei stark von der Qualität der konzeptionellen Modelle ab, auf denen sie beruhen. Dank konzeptioneller Modelle erhalten wir nämlich Zugriff auf aufschlussreiche, wiederverwendbare und integrierbare Daten. Genau in diesem Bereich beteiligt sich unsere Forschungsgruppe der Freien Universität Bozen an VODAN (Virus Outbreak Data Network). Dabei handelt es sich um ein internationales Netzwerk von Wissenschaftlern, die gemeinsam eine für den Kampf gegen die aktuelle und gegen zukünftige Pandemien nützliche wissenschaftliche Dateninfrastruktur schaffen wollen. Genauer gesagt sind wir für die Koordinierung einer Untergruppe verantwortlich, die sich mit der Entwicklung von Technologien, Software und hochwertigen konzeptionellen Modellen zur Strukturierung und Interoperabilität dieser Daten beschäftigt.

Was können und diese Modelle über die Pandemie sagen?

Hier ein einfaches Beispiel: Wenn wir uns mit neuen Medikamenten gegen Covid-19 beschäftigen, müssen wir den Zusammenhang zwischen mindestens drei verschiedenen Konzepten verstehen: zwischen den Eigenschaften des Krankheitserregers (in diesem Fall des Virus), der Biologie des Menschen und den chemischen Substanzen des getesteten Arzneimittels. Um dies zu bewerkstelligen, müssen wir jedoch die Bedeutung der in den Daten enthaltenen Informationen exakt erfassen können. Anders ausgedrückt benötigen wir die sogenannte „semantische Transparenz“ der Zusammenhänge zwischen den Daten und den von ihnen abgebildeten Phänomenen der realen Welt. Gerade Covid-19 hat uns aufgezeigt, wie wichtig wirkungsvolle Methoden zur sicheren Beschaffung, Verwaltung und Integration von großen Datenmengen sind.

So entstehen auch neue Handlungsfelder.

Genau, und andere werden stärker beansprucht. Dabei denke ich daran, wie das Virus die künstliche Intelligenz vor neue Herausforderungen stellt. Es erinnert uns gleichzeitig daran, wie wichtig die Zusammenarbeit in der digitalen Welt ist.

In welchen anderen Bereichen findet die konzeptionelle Modellierung Anwendung?

Genau das macht diesen Forschungsbereich so interessant. Seine Lösungen lassen sich auf die unterschiedlichsten Bereiche anwenden, in denen komplexe Daten verarbeitet werden. So konnten wir mit unserer Forschungsarbeit bereits zu verschiedensten Projekten beitragen, vom Bereich Biowissenschaften (wir waren beispielsweise an einem Südtiroler Projekt beteiligt, wo Äpfel und ihre nach der Ernte auftretenden Erkrankungen modelliert wurden) bis hin zu Untersuchungen sozialer, ökonomischer und rechtlicher Phänomene. In letzterem Bereich arbeiten wir aktuell an einem Modellnetzwerk, das Aspekte aus dem Gerichtsalltag berücksichtigt, z. B. Rechtsverhältnisse, Vertrauen, Werte, Risiken, wirtschaftliche Transaktionen und finanzielle Mittel. In meinen interdisziplinären Forschungsbereich fließen auch Disziplinen wie Linguistik, Philosophie oder Ontologie mit ein.

Und die Unternehmen? Wie wichtig ist es Ihrer Meinung nach für diese, vermehrt digitale Tools einzusetzen?

Ich glaube, dass das Hauptaugenmerk u. a. auf der Zusammenarbeit liegen muss. Aufgrund der Pandemie waren wir gezwungen, von unseren Mitmenschen Abstand zu nehmen. Dies hat jedoch Veränderungen, ja sogar Innovationen mit sich gebracht, die uns die flexible Zusammenarbeit auch über große Distanzen hinweg ermöglichten. Ich spreche hier nicht nur von digitalen Technologien (die in den kommenden Jahren bestimmt weiterentwickelt werden), sondern auch von institutionellen Innovationen, wie die Vereinfachungen in der Verwaltung oder die neuen Dialoge in der Politik. Es wäre schade, wenn wir aus dieser Erfahrung nichts mitnehmen würden. Um die großen Herausforderungen der Zukunft bewältigen zu können, müssen wir Wege für eine flexible Zusammenarbeit finden und unsere Kompetenzen bündeln, um Wissen zu generieren und weiterzugeben – egal wo (und wann) sie uns erwarten.         

Sie wurden erst kürzlich in die Reihe der einflussreichsten und meistzitierten Forscher der Welt aufgenommen. Was ist Ihr Schlüssel zum Erfolg?

Die Wissenschaft ist eine internationale Disziplin, die auf Zusammenarbeit baut und auf langfristige Ergebnisse abzielt. Ich hatte das Glück, mit angesehenen internationalen Fachkollegen zusammenzuarbeiten. Zudem habe ich mich auf einen langfristig ausgelegten Forschungsplan konzentriert, der auf die Erforschung diverser Probleme abzielt, für die ich unbedingt eine Antwort finden will. Meiner Meinung nach machen viele junge Wissenschaftler den Fehler, stets von einem hochaktuellen Forschungsgebiet zum nächsten zu wechseln, wodurch sie schlussendlich immer den Startschuss verpassen.

Apropos Zusammenarbeit: Vor kurzem fand im NOI Techpark die SFScon 2020 statt, die internationale Konferenz für Freie Software. Wie wichtig sind Veranstaltungen dieser Art, um die Digitalisierung voranzutreiben?

Da die wissenschaftliche Forschung nicht ohne den Wissensaustausch auskommt, glaube ich, dass Veranstaltungen wie die SFScon unerlässlich sind. 2019 präsentierte mein Team auf der SFScon die Ergebnisse unserer Zusammenarbeit mit der AlpineBits Data Alliance. Im Zuge dieses Projekts unterstützen wir AlpineBits bei der Entwicklung eines konzeptionellen Modells, das heute von vielen Unternehmen im Tourismusbereich für den Datenaustausch genutzt wird.

Glauben Sie, dass NOI Techpark die ideale Plattform für Forschung und Industrie bietet?

Davon bin ich überzeugt. Ich habe in den Niederlanden studiert und dort werden Institutionen wie NOI Techpark als „Brücken“ und als für den Wissenschafts- und Technologietransfer unerlässliche Einrichtungen angesehen. Strukturen dieser Art dienen als Dreh- und Angelpunkt für die Industrie, die fortschrittliche Anwendungen herstellt, und für Universitäten sowie Forschungszentren, die das dafür notwendige Fachwissen liefern. Um diese beiden Bereiche jedoch erfolgreich miteinander zu verbinden, ist es unerlässlich, multidisziplinäre Teams und das richtige Umfeld zu schaffen, die ihre Mission widerspiegeln und die die Zusammenarbeit fördern. 

Teilen
WhatsappWhatsapp