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Vom Kopf auf die Füße stellen – Europas Datenmanagement muss föderal und nachhaltig werden

Prof. Dr. Alexander Martin spricht im Interview über die europäische Datenstrategie der Zukunft, wie Europa verantwortungsvoll und nachhaltig mit Daten umgehen kann und welche konkreten Anwendungsfelder das föderale Datenmanagement hat. Alexander Martin ist Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS und Mitglied beim Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies CCIT.

 

 

Herr Martin, was können wir uns unter föderalen Strukturen im Datenmanagement genau vorstellen? 

Professor Alexander Martin: Ein föderales Konzept für das Datenmanagement hält Daten physisch innerhalb einer Region vor, erlaubt gleichzeitig aber eine Zusammenarbeit über unterschiedliche föderale Strukturen wie Städte, Länder, Staaten oder der Europäischen Union hinweg. Der Datenföderalismus lässt sich in seiner kleinsten Einheit in vielerlei Anwendungsbereichen abbilden, sei es für eine Stadt oder eine Gemeinde, ein Unternehmen bzw. einen Unternehmensstandort oder eine kritische Infrastruktur wie zum Beispiel ein Flughafen oder Bahnhof. Durch die Dezentralisierung wird eine hohe Datensouveränität geschaffen.

© Fraunhofer IIS
Prof. Dr. Alexander Martin, Institutsleiter des Fraunhofer IIS mit der Zuständigkeit für die Forschungsbereiche Lokalisierung und Vernetzung sowie Supply Chain Services

Sie sprechen in diesem Zusammenhang von ›Regionalen Datenwerken‹. Was hat es mit diesem Begriff auf sich?

Martin: Die Idee ist »Stadtwerke« für Daten aufzubauen: Stadtwerke erzeugen keine Energie, managen jedoch die Energieversorgung einer Region; dieses Prinzip möchten wir auch auf Daten übertragen. Ein entscheidender Vorteil der regionalen Datenwerke ist, dass wir damit eine Verbindung zwischen abstrakter virtueller und konkreter physischer Dateninfrastruktur schaffen; und das Konzept von Anfang an in konkrete Anwendungsfälle übersetzen. Das bedeutet am Bespiel einer Stadt konkret: Die Daten werden in der Kommune von Sensoren erhoben, landen vor Ort auf dem Server und werden auch direkt dort verarbeitet. So bleiben die virtuellen Daten in diesem konkreten geografisch-physischen Raum der Kommune. Damit erreichen wir die regionale Souveränität über die Daten, schaffen Vertrauen und steigern die Akzeptanz für Lösungen.

 

Was war für Sie der Anstoß, sich so intensiv mit der Idee eines föderalen Datenmanagements zu beschäftigen?

In meinen Augen brauchen wir in Europa ein innovatives und verantwortungsvolles Datenmanagement, das einen Gegenpol zu marktgetriebenen oder staatlich organisierten Konzepten bildet. Daten sind Grundlage unserer digitalen Gesellschaft und haben das Potential, zahlreiche Lebensbereiche, die Wirtschaft und die öffentliche Verwaltung weiterzuentwickeln. Gleichzeitig binden Daten zunehmend Ressourcen und werden oftmals nicht zielgerichtet genutzt. Zudem findet ein Großteil des Datenverkehrs nicht in Europa statt. Für diese Probleme möchte ich Lösungen anstoßen. 

Was sind Vorteile dieser föderalen Strukturen und warum sind Sie davon überzeugt, dass Europa genau diese Form des Datenmanagements braucht?

Das Föderalismusprinzip ist fest in Europa verankert und funktioniert gut. Gerade mit diesen Voraussetzungen stellt sich die Frage, warum man es nicht auch auf Daten übertragen sollte. Dadurch bieten sich einige Vorteile: regionale Souveränität über den gesamten Datenlebenszyklus hinweg. Vom Sensor zur Datenaufnahme, über die Datenkommunikation und Datenspeicherung bis hin zur Erzielung von Wertschöpfung durch die Datenanalyse verbleibt die Hoheit über die Daten in den Regionen. Und wie erwähnt eine Steigerung von Akzeptanz und Vertrauen durch die Verbindung zwischen abstrakter virtueller und konkreter physischer Dateninfrastruktur. Flexibilität bei der Reaktion auf Änderungen auf der technischen Seite, beispielsweise durch neue digitale Lösungen und Möglichkeiten. Und letztlich eine gesteigerte Nachhaltigkeit durch kürzere Übertragungswege.

Wie knüpft das an bestehende Strategien und Konzepte zum Umgang mit Daten in Deutschland und Europa an?

Unsere Vorschläge denken viele bestehende Konzepte einen Schritt weiter. Beispielsweise hat auch die Deutsche Datenstrategie von 2021 zum Ziel, Daten innovativ, verantwortungsvoll und gemeinwohlorientiert zu nutzen. Ähnliche Ziele verfolgt international auch die Europäische Datenstrategie. Besondere Anknüpfungspunkte gibt es auch zum Projekt Gaia-X, das Grundlagen für eine offene und vernetzte Dateninfrastruktur in Europa auf der Basis europäischer Werte wie Datenschutz, Transparenz und Offenheit schaffen möchte.

Werden wir konkret. Wie möchten Sie diese Art des Datenmanagements realisieren? Was braucht es dafür?

Forschungsseitig liegen die Herausforderungen eines regionalen und föderalen Datenmanagements zum einen im Aufbau einer physischen wie auch dazu abgestimmten virtuellen Infrastruktur. Diese dient zur Aufnahme relevanter Daten aus verschiedensten Quellen, zur Übertragung und Speicherung bis hin zur Ableitung von Handlungsempfehlungen und Verwertung der Daten. Dabei soll insbesondere die Interoperabilität mit bestehenden Infrastrukturen wie z. B. regionale Einzellösungen oder GAIA-X sichergestellt werden.

Zum anderen werden durch die immer stärker ansteigenden Datenmengen zunehmend neue Verfahren und Methoden der Datenverarbeitung nötig. Die Nutzung aktueller Forschungsergebnisse im Bereich verteilter Architekturen und dezentraler Verarbeitung – Stichwort Edge Computing – sowie Künstlicher Intelligenz kann an dieser Stelle einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil bieten. Eine Struktur wie der Fraunhofer CCIT, in dem über 20 Fraunhofer-Institute aus unterschiedlichen Forschungsgebieten gemeinsam an kognitiven Internet-Technologien arbeiten, kann hier entscheidende Impulse bei der Umsetzung setzen.

 

Das Positionspapier »Föderale Strukturen im Datenmanagment« zum Download

 

Welche Themenbereiche, welche Gesellschaftsteile werden in erster Linie von diesen regionalen und föderalen Strukturen profitieren? Wer braucht sie am deutlichsten?

Sowohl die Wirtschaft als auch die Gesellschaft können von föderalem Datenmanagement profitieren. Wichtig ist vor allem eine Übersetzung in konkrete Anwendungen: Wir haben beispielsweise in zwei unterschiedlichen Themenkomplexen bereits eine Vielzahl von Anwendungen identifiziert, die jeweils auf unterschiedliche Art und Weise durch regionale und föderale Strukturen profitieren können.

Im Bereich Smart City sind das etwa das Verkehrsmanagement, Infrastrukturmanagement, Umweltmanagement und regionale Versorgungsprozesse. Letztlich führt unser Konzept zu mehr Datensouveränität in der Region, höherer Transparenz und Akzeptanz. So entwickelt es auch einen hohen Mehrwert für die Bürgerinnen und Bürger.

Beim Stichwort Industrie 4.0 könnte das föderale Datenmanagement bei der prädiktiven und sicherheitskritischen Überwachung der Infrastruktur und Produktion helfen, oder auch das Gebäudemanagement optimieren. Neben der höheren Datensouveränität im Unternehmen bietet es insgesamt auch eine schnellere Reaktionsfähigkeit und höhere Resilienz.

2021 hat das Fraunhofer Cluster of Excellence Cognitive Internet Technologies unter Federführung von Prof. Alexander Martin und Dr. Bettina Williger vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS das Positionspapier »Föderale Strukturen im Datenmanagement« herausgebracht.

Gibt es schon erste praktische Tests und Anwendungen, die das Prinzip des föderalen Datenmanagements nutzen?

Als ersten prototypischen Anwendungsfall im Bereich Smart City haben wir ein Projekt zur Bewässerungssteuerung mit einem Landwirt im Nürnberger Knoblauchsland durchgeführt. 

Im Projekt konnten wir die gesamte Datenverarbeitungskette von der Sensorik – zum Beispiel für Bodenfeuchte und Temperatur – über die Datenübertragung, Auswertung und Modellierung bis hin zur Ermittlung weiterer Use Cases und passender Geschäftsmodelle umsetzen.

 

Das Interview führte Lucas Westermann

Handlungsempfehlungen

Die Handlungsempfehlungen ergänzen die Maßnahmen der Datenstrategie der Bundesregierung in den drei Punkten Infrastruktur, Datennutzung und Datenkompetenz:

Infrastruktur:

  • Physische und virtuelle Dateninfrastruktur aufbauen
  • Interoperabilität mit bestehenden Lösungen beachten
  • Einheitliche Systematik einführen

Steigerung der Datennutzung:

  • Abstrakte Dateninfrastrukturen in konkrete Anwendungen bringen
  • Daten für Anwender zugänglich machen
  • Nutzen und Potenzial verfügbarer Daten greifbar machen
  • Netzwerke und Einrichtungen zur Erprobung dieser Lösungen

Datenkompetenz:

  • Entwicklung von Betreiber- und Geschäftsmodellen fördern
  • Kommunale und Regionale Zusammenarbeit in Bezug auf Datenaustausch fördern

Erklärfilm: Was sind kognitive Internet-Technologien?

Der Schlüssel für die digitale Souveränität und nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft in Deutschland und Europa.

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