Zeitraum: 01.03.2022 - 30.04.2023
Fördervolumen: 89.232,00€
Gefördert durch: Forschungsdatenmanagement in Sachsen (SaxFDM) des Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus (SMWTK)
Mittweida
Leipzig
Stand der Forschung und Praxis
Daten aus der historischen und forensischen Anthropologie und der modernen Rechtsmedizin (z.B. forensische Bildgebung) erlauben ein Verständnis über das Verhalten, die Lebensweise und Kultur des Menschen aus verschiedenen Zeitepochen. Somit sind Daten z.B. von Ausgrabungen, in denen menschliche Überreste sowie Kulturgüter, ehemalige Behausungen etc. zutage gefördert und untersucht werden, die Grundlage für zukünftige Analysen. Aus den menschlichen Überresten lassen sich Rückschlüsse auf die Lebenszeit und -weise der Person ziehen; oftmals stehen dafür Knochenfunde zur Verfügung. Bei der Analyse kommt es auf deren Einordnung in das Skelettsystem des Menschen und deren Beschreibung (z.B. Abnutzungsgrad aufgrund harter Arbeitsbedingungen) an. Diese Annotation wird je Knochen und -fragment vorgenommen, aus der deduktiv Lebensweisen der Person oder der Population (anhand eines Gräberfeldes) abgeleitet werden können. Nur durch eine einheitliche Einordnung und Annotation unter Nutzung von Terminologien/Ontologien wird die Vergleichbarkeit der Daten sowie die von ihnen abgeleiteten Ergebnissen und damit ihre Transparenz und Nachhaltigkeit sichergestellt. Terminologien und formale Ontologien stellen somit eine Grundlage der Interoperabilität der Daten entsprechend der FAIR-Prinzipien dar. Ihre Nutzung in der historischen und forensischen Anthropologie bedingt zwei Voraussetzungen.
Die relevanten Terminologien/Ontologien müssen in ausreichender Granularität elektronisch verfügbar sein. Die bislang verfügbaren Terminologien/Ontologien, z.B. Foundation Model of Anatomy (FMA) bilden die Sprachwelt der historischen Anthropologie nur unzureichend ab. Die Terminologien/Ontologien werden von sog. Terminologiediensten verwaltet. Es gibt unterschiedliche Softwaresysteme solcher Dienste (z.B. BioPortal undOntology-Lookup-Service (OLS)), die an Institutionen außerhalb Deutschlands als Installation verfügbar sind.
Jedoch fokussieren die Installationen oftmals auf andere Wissenschaftsdisziplinen; die historische und forensische Anthropologie wird noch nicht repräsentiert. Zu-dem synchronisieren sich die Terminologiedienste bislang nicht. Mit dem Projekt soll diese “ontologische Annotations-Lücke” geschlossen werden. Dazu wird einerseits eine Ontologie entwickelt, die die Skelettstücke einordnet, ihren Zustand beschreibbar macht sowie Messungen an ihnen ermöglicht. Die Ontologie wird in einem Terminologierservice verwaltet, der sich mit denen der NFDI synchronisiert.
Das Ziel des Projekts besteht im Aufbau eines zentralen Dienstes für die Bereitstellung und Entwicklung von Terminologien (Terminologiedienst), der beginnend für die Anthropologie zum Einsatz kommt, aber auf weitere Wissenschaftszweige ausgedehnt und somit weiter- und wiederverwendet werden kann. Dazu soll auf bestehende Software, z.B. OLS, zurückgegriffen werden, die ebenso in der Nationalen Forschungsdaten Infrastruktur (NFDI) Initiative oder einer anderen aktuellen Initiative Verwendung findet. Insbesondere soll in Abstimmung mit den Konsortien NFDI4Health (insb. Zentralbibliothek der Medizin) und NFDI4DataScience (insb. TIB Hannover) ein Synchronisationsmodul entwickelt werden, so dass sich der Terminologiedienst mit anderen Terminologiediensten synchronisieren kann. Dagegen wird mit sächsischen Partnern (z.B. Landesamt für Archäologie und Rechtsmedizinische Institute) und mit dem aktuell in Antragstellung befindlichen Konsortium NFDI4Objects eine inhaltliche Zusammenarbeit vereinbart, die sich auf die Nachnutzung der im Terminologiedienst angebotenen Terminologien/Ontologien stützt. Dazu soll im Projekt der Sprachgebrauch der historischen Anthropologie bezogen auf die Beschreibung eines Skelettsystems terminologisch gefasst und abgebildet werden. Darauf aufbauend lassen sich ontologisch repräsentierte Phänotypen bilden, die Grundlage weiterer Fragestellungen sein können. Daraus resultiert nicht nur die Interoperabilität zwischen kooperierenden Einrichtungen in Sachsen sondern deutschland- und weltweit. Darüber hinaus kann die Terminologie direkt in verschiedenen Softwaresystemen (z.B. AnthroWorks3D [2]) zur Einordnung und Annotation von Skelett- und Knochenfunden verwendet werden. Mit dieser Software werden aktuell Knochenfunde verschiedener Gräberfelder in einem aufwändigen Verfahren in Form eines digitalen Zwillings (noch ohne ontologische Fundierung) abgebildet, annotiert und untersucht. So lassen sie sich als 3D-Modell der (forschenden) Nachwelt erhalten, da die Knochenfunde im Anschluss aus ethischen und regulatorischen Gründen wieder bestattet werden. Die aufzubauende Terminologie fördert somit die übergreifende Zusammenarbeit verschiedener Partner in der Anthropologie in Sachsen und darüber hinaus.
Die Beschreibung, Klassifikation und Analyse der Knochenfunde in Ausgrabungen wird durch eine einheitliche Einordnung und Annotation unter Nutzung von Terminologien/Ontologien sowie darauf basierende Ableitung ontologisch repräsentierter Phänotypen unterstützt. Terminologien/Ontologien stellen somit eine Grundlage der Interoperabilität der Daten entsprechend der FAIR-Prinzipien dar und ermöglichen die Vergleichbarkeit, Transparenz und Nachhaltigkeit der Analyse-Ergebnisse.
AP 1: Konzeption Terminologiedienst
AP1 adressiert die Konzeption des Terminologiedienstes. Es werden die Anforderungen sowohl an die zu entwickelnden Ontologien als auch den Terminologiedienst aufgenommen. Dazu arbeiten beide Partner eng zusammen und stimmen sich gegenseitig ab.
AP 2: Auswahl und Einsatz eines Terminologiedienstes
In AP 2 wird der Terminologiedienst ausgewählt und verfügbar gemacht. In Absprache mit den Partnern der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) und der Medizininformatik Initiative (MII) werden bestehende Softwareprodukte eruiert, aus deren Menge schließlicheines ausgewählt wird. Diese Software wird installiert und die Synchronisation mit den NFDI-Partnern abgesprochen.
AP 3: Ontologieentwicklung
AP 3 fokussiert auf die Entwicklung einer Ontologie zur Einordnung und Repräsentation von anatomischen Merkmalen des Skelettsystems. Die Entwicklung fußt auf der Konzeption in AP 1. Es findet eine enge Absprache zwischen den Partnern statt; weitere Partner werden bei Bedarf eingebunden, um möglichst eine breite Nutzerbasis zu gewinnen, die nach Abschluss des Projekts die Ontologie und das Softwarewerkzeug AnthroWorks3D zum Einsatz bringen sollen. Die Nutzerbasis soll explizit nicht nicht auf sächsische Partner beschränkt bleiben.
AP 4: Evaluierung & Phänotypisierung
Mit AP 4 wird die Evaluierung des Terminologiendiestes sowie der entwickelten Terminologie/Ontologie zur Annotation von im Vorfeld des Projektes digitalisierten skelettalen Funden sowie zur datengetriebenen Ableitung ontologisch fundierter Phänotypen vorgenommen.
ANNO - ANthropological Notation Ontology
https://annosaxfdm.imise.uni-leipzig.de/