Náš tým uspěl ve výzvě Minizáměry Open Science II se třemi projekty zaměřenými na FAIR fyzikální a materiálová data.
Tým Petra Čermáka z Katedry fyziky kondenzovaných látek a Materials Growth and Measurement Laboratory (MGML) uspěl ve výzvě Minizáměry Open Science II se všemi třemi předloženými projekty. Dva z nich — LaueDB a PP2FAIR — získaly plné bodové hodnocení 85 bodů. Třetí projekt, DanCE: DANTEcore Case Example, obdržel 81 bodů a byl rovněž doporučen k podpoře.
Úspěch všech tří minizáměrů potvrzuje, že práce s výzkumnými daty se v experimentální fyzice stává stejně důležitou součástí vědecké infrastruktury jako samotné měřicí aparatury. Projekty propojují laboratorní praxi, automatizaci měření, datové standardy, softwarový vývoj a vznikající Národní datovou infrastrukturu v rámci iniciativy EOSC CZ. Jejich společným cílem je, aby data vznikající ve fyzikálních laboratořích nebyla jen lokálně uloženými soubory na disku, ale aby se z nich staly dobře popsané, citovatelné, interoperabilní a znovu použitelné vědecké výstupy.
LaueDB: FAIR databáze Laueho difrakčních obrazů
Řešitel: Štěpán Venclík
Délka realizace: 18 měsíců
Hodnocení: 85 bodů
Největším z podpořených minizáměrů je LaueDB, který se zaměří na data z Laueho difrakce. Laueho metoda je běžně používaná při orientaci monokrystalů, například před experimenty na velkých výzkumných infrastrukturách. Přesto tato data dosud často zůstávají mimo standardní repozitářové workflow: jsou uložena lokálně, v různých formátech, bez jednotných metadat a jen obtížně použitelná pro další analýzu nebo trénování neuronových sítí. LaueDB tento stav změní. Projekt vytvoří nový datový a softwarový základ pro ukládání Laueho obrazů v Repozitáři Fyzika, konkrétně v komunitě Krystalografie. Součástí bude metadatový profil pro Laueho záznamy, napojení na repozitář přes API a exportní workflow založené na formátu NeXus.
Důležitou částí projektu bude také rozšíření softwarových nástrojů pro Laueho analýzu, které budou doplněny o možnost převést výsledky lokální analýzy do standardizovaného datového balíčku a odeslat je přímo do repozitáře. Tím vznikne praktická cesta od experimentálního snímku a jeho vyhodnocení až k publikovatelnému FAIR záznamu.
Třetím výstupem LaueDB bude veřejný benchmark dataset obsahující 1000 anotovaných Laueho obrazů pro 10 vybraných sloučenin. Každý záznam bude obsahovat obraz, referenční orientaci krystalu a klíčová experimentální metadata. Dataset poslouží jako základ pro vývoj a porovnávání metod automatické orientace krystalů, včetně metod založených na strojovém učení.
PP2FAIR: převod dat z PPMS do otevřených standardů
Řešitel: Tomáš Červeň
Délka realizace: 9 měsíců
Hodnocení: 85 bodů
Druhým plně bodovaným projektem je PP2FAIR – FAIRifikace dat z měření objemových veličin. Projekt reaguje na běžný problém experimentálních laboratoří: moderní přístroje generují velké množství kvalitních dat, ale jejich exporty bývají proprietární, nejednotné a bez metadat potřebných pro dlouhodobé uložení a opětovné použití. PP2FAIR vytvoří open-source nástroj pro převod dat z aparatur Quantum Design PPMS do formátu NeXus. Výsledkem bude sada parserů, metadatových mapování a validačních kroků, která umožní převést vybraná měření fyzikálních vlastností do podoby vhodné pro uložení v repozitářovém prostředí založeném na platformě Invenio. První verze nástroje se zaměří na reprezentativní typy měření běžně vznikající v laboratořích materiálové fyziky: DC a AC magnetizaci, měrné teplo, elektrický a tepelný transport a torzní magnetometrii.
Cílem není pouze jednorázový převod několika souborů. PP2FAIR má vytvořit opakovatelný nástroj, který půjde dále rozšiřovat o další typy měření a používat při každodenní práci s daty. Projekt propojí experimentální infrastrukturu MGML s repozitářovým a metadatovým ekosystémem Open Science II a ukáže praktickou cestu, jak z laboratorních dat udělat dobře popsaný, validovaný a znovu použitelný výstup.
DanCE: DANTEcore Case Example
Řešitel: David Sviták
Délka realizace: 3 měsíce
Hodnocení: 81 bodů
Třetím podpořeným projektem je DanCE: DANTEcore Case Example. Jde o menší, ale metodicky velmi důležitý minizáměr, jehož cílem je převést existující vědecky hodnotný datový balík do podoby ukázkového FAIR datasetu. Projekt se zaměří na dataset Magnetic structures of Na₂BaMn(PO₄)₂, který navazuje na publikovaný výzkum magnetických struktur této sloučeniny. Výstup sjednotí data od přípravy vzorku přes jednotlivá měření až po zpracovaná data, skripty a vazby na související článek. Místo volně poskládaného souborového balíčku vznikne kurátorovaný, veřejně citovatelný dataset s DOI, otevřenými metadaty a jasně popsanou strukturou.
DanCE zároveň poslouží jako praktický test metadatového profilu DANTEcore. I když jde rozsahem o nejmenší ze tří minizáměrů, jeho význam je širší: DanCE vytvoří konkrétní referenční příklad toho, jak může vypadat dobře zpracovaný FAIR dataset v oblasti materiálové fyziky.
Společný cíl: od měření k opakovaně použitelným datům
Všechny tři projekty dohromady pokrývají celý praktický řetězec práce s experimentálními daty. LaueDB řeší standardizaci a ukládání obrazových difrakčních dat, PP2FAIR převádí přístrojová data z měření fyzikálních vlastností do otevřených formátů a DanCE ukazuje, jak může vypadat kompletní kurátorovaný dataset navázaný na publikovaný vědecký výsledek. Společným jmenovatelem je snaha posunout fyzikální data od lokálního a často neformálního ukládání k dlouhodobě použitelným vědeckým objektům. Taková data lze citovat, kontrolovat, znovu analyzovat, kombinovat s dalšími zdroji a využívat pro vývoj nových metod včetně strojového učení.
