Uni Frankfurt baut Grid für Materialwissenschaft

Die Frankfurter Uni beteiligt sich gemeinsam mit IBM an einem Projekt zum Aufbau eines ganz besonderen Wissenschafts-Grids: Es soll Materialeigenschaften und ihre Beziehung zueinander immer und überall abrufbar machen.

Die Wissenschaftler erklären, dass für die Suche nach neuen Werkstoffen, die bestimmte Eigenschaften “wie maßgeschneidert” mitbringen, eine lohnende Arbeit für die Disziplinen Chemie, Physik und angewandte Teilbereiche sei. Dabei kommt jetzt die Frankfurter Universität zusammen mit verschiedenen Universitäten in Großbritannien zum Zug, um ein Grid für Materialeigenschaften und ihre Anwendbarkeit zu bauen. Schließlich sei der Unterschied zwischen Diamant und Graphit bekannt und sehr augenfällig – obwohl beide aus Kohlenstoff bestehen, ist der eine durchsichtig und nicht kompressionsfähig, der andere vergleichsweise weich und undurchsichtig.

Ein internationales Konsortialprojekt soll nun eine Datenbank zur Simulation von Materialeigenschaften und die dazu passende Infrastruktur entwickeln. Diese wird vom britischen ‘Department of Trade and Industry’ mit 2,7 Millionen Euro unterstützt. Darunter ist auch die Arbeitsgruppe des Frankfurter Kristallographen Björn Winkler. Sie soll für die eigentlichen Berechnungen von Strukturen und Eigenschaften verantwortlich zeichnen. Das hessische Center for Scientific Computing soll vor allem Rechenleistung einbringen. Die Kommunikation der europaweit verteilten Forscher geschieht über eine Internetanbindung am Frankfurter Knotenpunkt. Die Unternehmen IBM und Accelrys stellen Labors, Infrastruktur und vermutlich auch weitere Mittel zur Verfügung.

Die zu erarbeitende Datenbank ist sehr nutzerfreundlich angelegt: Materialwissenschaftler und -entwickler in der Industrie können auf der Suche nach einer Verbindung mit einer bestimmten Eigenschaft über ein Webportal die Datenbank abfragen, ob die gewünschten Informationen bereits abgespeichert sind. Ist dies nicht der Fall, wird ein Expertensystem den Benutzer dabei anleiten, die Eigenschaften zu berechnen. Das geschieht unter anderem mit Computersimulationen, die die Daten anschaulich machen.

Das System wird dabei die aufwändigen Rechnungen automatisch auf unterschiedliche Computer verteilen, griddeln also. Die Daten werden in verteilten Datenbanken in Daresbury, Cambridge und Frankfurt vorgehalten, wobei ebenfalls Grid-Technologie eingesetzt wird, beispielsweise in Form von Storage Resource Brokers für die Lastenverteilung beim Speichern und Vorhalten.

Noch nicht fertig sind allerdings die Metadaten, mit denen die umfangreichen Datenmengen beschrieben werden. Anschließend sollen sie mit einer ‘CMLChemical markup language’, einer Variante der eXtended Markup Language XML, für die automatisierte Verarbeitung aufbereitet werden. Die Entwicklung von XML wird in Cambridge bearbeitet, während die Gruppen in Daresbury und bei IBM sich hauptsächlich um die Datenbankaspekte kümmern. Die geplante Kommerzialisierung des Projekts wird von der britischen Firma Accelrys vorbereitet. Die Datenbank soll den Nutzern bis Ende 2008 zur Verfügung stehen, dann versiegen die Fördergelder.