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Schwerpunktfelder der Forschung

Die Forschung in Nordrhein-Westfalen konzentriert sich insbesondere auf die Weiterentwicklung der digitalen Transformation. Darum stehen Big Data, künstliche Intelligenz und Mensch-Maschine-Interaktion, Datensicherheit und Datenschutz, digitale Gesellschaft sowie digitale Infrastrukturen im Fokus.

Forschungsfelder Forschung zur Digitalisierung

Die digitale Transformation, die Informations- und Kommunikationstechnologien und neuartige Mensch-Maschine-Interaktionen führen zu Änderungen im persönlichen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Leben. Dabei kommt es in jeder Disziplin darauf an, die technologischen Systeme in der Gesamtheit ihrer Effekte zu begreifen. Denn sie können weit über einzelne Anwendungen hinaus systemische Wirkungen entfalten. Diese Veränderungen gilt es, im Hinblick auf sichere, rechtliche, ethische und soziale Rahmenbedingungen mit und für die Menschen in Nordrhein-Westfalen zu erforschen und mit Unterstützung der Wissenschaft zu gestalten. 
Dazu leistet die Forschungslandschaft in Nordrhein-Westfalen einen immens wichtigen Beitrag. Die Forschungsinstitute innerhalb und außerhalb unserer Hochschulen sind Treiber der digitalen Entwicklung.

Die Schwerpunkte in der Forschungsförderung zur Digitalisierung fokussieren sich auf die Bereiche 

  • Big Data, 
  • künstliche Intelligenz und Mensch-Maschine-Interaktion,
  • Datensicherheit und Datenschutz,
  • digitale Gesellschaft sowie
  • digitale Infrastrukturen. 

Gleichzeitig unterstützt das Land die Konzeption für ein NRW-Institut für Digitalisierungsforschung, das mit einer gestaltungsorientierten Forschungsagenda die digitale Transformation fach- und themenübergreifend bis zu den Grundfragen einer digitalen Ethik vertiefen wird.

Big Data

Maschinen und Sensoren erzeugen heutzutage hochautomatisiert große Datenmengen z.B. in der Medizin, im Dienstleistungssektor, im Verkehr, in der Kommunikation und in der Produktion. Mehr Daten bedeuten jedoch nicht automatisch mehr Wissen. Aus Big Data  müssen erst Smart Data entstehen, damit die Daten einen Mehrwert aufweisen.

Besonders deutlich werden die Chancen und Herausforderungen im Gesundheitssektor. Mithilfe von Big Data können die medizinische Diagnostik und die medizinische Therapie präzise, verlässlich und evidenzbasiert weiterentwickelt und entscheidende Fortschritte in der personalisierten Medizin erzielt werden, so z.B. in der Krebsmedizin. Nordrhein-Westfalen unterstützt aktiv den Auf- und Ausbau des Cancer Center Cologne Essen (CCCE), dessen Fokus auf der Etablierung einer vernetzten medizinischen Datenwissenschaft und computergestützten Biologie liegt. Mittelfristig soll ein gemeinsames Exzellenznetzwerk Krebsmedizin NRW mit Beteiligung aller Universitätsklinika entstehen.

Künstliche Intelligenz und Mensch-Maschine-Interaktion

Selbstlernende Systeme sind der nächste Schritt der digitalen Transformation. Sie ermöglichen selbstfahrende Autos, Roboter als Medizinassistenten, automatische Sprach- und Bilderkennung und Motoren für die Industrie 4.0. Sie können Leistungen erbringen, zu denen bisher weder Menschen noch isolierte technische Systeme in der Lage waren.

Nordrhein-Westfalen ist einer der führenden Standorte im Themenfeld Künstliche Intelligenz  – Maschinelles Lernen sowie im Bereich der Robotik und der Mensch-Maschine-Interaktion. Beispielhaft für die Kompetenz in Nordrhein-Westfalen sind das jüngst vom BMBF ausgewählte Kompetenzzentrum Maschinelles Lernen Rhein-Ruhr, eine Zusammenarbeit der TU Dortmund, der Fraunhofer-Institute für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (Sankt Augustin) und für Materialfluss und Logistik (Dortmund) sowie der Universität Bonn und die herausragende Forschung an den Universitäten Bielefeld und Paderborn. Weitere Lehrstühle, Institute und Forschungseinrichtungen, die sich mit Künstlicher Intelligenz befassen, gibt es u.a. in Aachen, Bochum, Düsseldorf, Jülich und Münster.

Datensicherheit und Datenschutz

Nordrhein-Westfalen ist seit vielen Jahren führend im Bereich der IT-Sicherheitsforschung. 30 Hochschulinstitute und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen forschen auf diesem Gebiet. Dazu zählen das Horst- Görtz-Institut für IT-Sicherheit in Bochum, das Heinz-Nixdorf Institut in Paderborn und das Institut für Internet-Sicherheit an der Westfälischen Hochschule in Gelsenkirchen. Unter dem Dach des Graduierteninstitutes NRW hat sich die Fachgruppe Digitalisierung gebildet, in der sich diverse Institute der Hochschulen austauschen. Zudem bietet die Region Bonn Rhein-Sieg mit der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, der Universität Bonn, den Fraunhofer-Instituten in St. Augustin und Wachtberg sowie dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, dem Kommando Cyber- und Informationsraum der Bundeswehr und der Deutsche Telekom AG ein sichtbares Cluster.

Im Rahmen der Forschungsförderung werden mit den Graduiertenkollegs SecHuman und NERD NRW, die standortübergreifen und interdisziplinär angelegt sind, wichtige Weichen für gut ausgebildete Nachwuchskräfte bereitgestellt.

Aktuell plant die Max-Planck-Gesellschaft die Gründung eines neuen Institutes für Cybersecurity and Privacy und führt auf der Suche nach einem idealen Standort intensive Gespräche mit Nordrhein-Westfalen und den Universitäten Bochum und Dortmund, um die Realisierung für die Gründung eines MPI in Nordrhein-Westfalen im Detail zu untersuchen. Das Land unterstützt die Bewerbung am Standort Bochum nach Kräften.

Digitale Gesellschaft

Die Digitalisierung verändert unser Zusammenleben. Hierbei handelt es sich keineswegs allein um technische Aspekte – vielmehr trägt die geistes-, sozial- und kulturwissenschaftliche Forschung in erheblichem Maß zum Diskurs über aktuelle Entwicklungen und zur Erarbeitung von Lösungsansätzen bei. Große Herausforderungen liegen beispielsweise im Spannungsfeld informations- und medientechnologischer Entwicklungen und deren Wechselwirkungen und Gestaltungsmöglichkeiten auf Politik, Institutionen und Zivilgesellschaft. Neue Optionen digitaler Partizipation, Zugänge zu digital hergestellter Öffentlichkeit und Vernetzung durch Soziale Medien beeinflussen demokratische Prozesse, politische Institutionen und Diskurskulturen. Algorithmenbasierte Technologien, Big Data und die Dominanz einiger digitaler Plattformen lassen neue gesellschaftlich relevante, aber wenig kontrollierbare Strukturen von Informations- und Wissensvermittlung entstehen. Nicht zuletzt ändern sich auch persönliche Beziehungen und interpersonale Kommunikation im privaten und beruflichen Umfeld. All das erforschen interdisziplinäre Forschungsverbünde von Sozial- Rechts- und Bildungswissenschaftlern.

Beispielsweise befasst sich das Düsseldorfer Institut für Internet und Demokratie (DIID) damit, die Potentiale des Internets für demokratische Innovationen in Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft zu analysieren und zu entwickeln. Dafür werden am DIID gleichermaßen die Chancen und Risiken der Digitalisierung für bürgerschaftliche Beteiligung, öffentliche Kommunikation und politische Mobilisierung sowie für die Interaktion und Partizipation in Unternehmen und anderen Organisationen untersucht.

Am "Center for Advanced Internet Studies (CAIS)" in Bochum werden mit finanzieller Unterstützung der Landesregierung die politischen, wirtschaftlichen, sozialen und kulturellen Entwicklungen erforscht, die durch das Internet und die Digitalisierung ausgelöst werden. Gesellschafter sind die Ruhr-Universität Bochum, die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, die Westfälische Wilhelms-Universität Münster, die Universität Duisburg-Essen und das Grimme-Institut (Marl). Mehr Informationen: www.cais.nrw

Das Land fördert darüber hinaus den Forschungsschwerpunkt "Digitale Gesellschaft", in dem sich ein Graduiertenkolleg sowie sechs Nachwuchsforschungsgruppen mit der Frage nach der Stärkung und Sicherung der Demokratie im Kontext der Digitalisierung der Gesellschaft befassen, und das NRW Forschungskolleg "Online-Partizipation".

Im Forschungsschwerpunkt "Digitale Zukunft" arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Paderborn und Bielefeld in interdisziplinären Teams aus den Bereichen Betriebswirtschaft, Elektrotechnik, Informatik, Psychologie und Soziologie zusammen. Dabei forschen sie zu Veränderungen von Arbeitsprozessen, Datensicherheit und Privatheit in digitalisierten Arbeitsprozessen, technischer und sozialer Wandel sowie Social Media in sozio-technischen Systemen. Diese themenzentrierte interdisziplinäre Arbeit soll einen neuen Zugang zur Erforschung der Gestaltungsmöglichkeiten einer digitalen Zukunft ermöglichen.

Digitale Infrastrukturen

Die forschungsseitige Bearbeitung von Themen und Fragestellungen, die mit der Digitalisierung verbunden sind, setzt voraus, dass auch entsprechende Dateninfrastrukturen vorhanden sind. Insbesondere mit Blick auf die enorm ansteigenden Datenmengen kommt den Themen Forschungsdateninfrastruktur und Forschungsdatenmanagement, einer "next generation"-Bibliotheksinfrastruktur und anderen Archivierungsformen sowie einem umfangreichen Konzept für Hoch- und Höchstleistungsrechner eine zentrale Bedeutung zu. So sind Datenverfügbarkeit und Datenanalyse, um Daten zugänglich und nutzbar zu machen, zentrale Herausforderungen in der Wissenschaft.

Das Land Nordrhein-Westfalen wird seinen Fokus auf den Ausbau und die Stärkung von Infrastrukturen, wie beispielsweise Hoch- und Höchstleistungsrechnern am Forschungszentrum Jülich, aber auch den Aufbau einer "Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI)", legen.

Forschungsfelder Gesundheits- und Medizinforschung

In kaum einem anderen Forschungsbereich profitieren Bürgerinnen und Bürger so unmittelbar von neuen Erkenntnissen und Innovationen wie in der Gesundheitsforschung. 

Nordrhein-Westfalen verfügt mit den universitären und außeruniversitären medizinischen Forschungseinrichtungen, darunter dem Helmholtz-Zentrum „Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen“ (DZNE) und mehreren Max-Planck-Instituten, sowie den Universitätskliniken über eine hervorragende medizinische Forschungslandschaft.

Akteure aus Nordrhein-Westfalen übernehmen zum Teil führende Rollen bei bundesweiten Forschungskooperationen, wie den Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung (DZG) und der NAKO Gesundheitsstudie.

Mit den Leitmarktwettbewerben LifeSciences.NRW (Federführung MKW) und Gesundheit.NRW, der Förderlinie zur Innovativen Medizin und Digitalisierung sowie der Förderung von Einzelprojekten (u.a. zu personalisierter Medizin, Alternsforschung, Wirkstoffforschung) stehen verschiedene Förderinstrumente zur Verfügung. Diese adressieren gezielt aktuelle Forschungs- und Entwicklungsfragen. Die Akteure aus Wissenschaft, Wirtschaft, Gesundheitsversorgung und Kostenträgern werden durch das Cluster im Bereich der innovativen Medizin und das Stammzellnetzwerk.NRW beraten und bei ihren Aktivitäten (z.B. Fachveranstaltungen und Kongresse) unterstützt.

Die Landesregierung begleitet die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Nordrhein-Westfalens auf ihrem Weg, Spitzenpositionen in der Medizin- und Gesundheitsforschung einzunehmen beziehungsweise auszubauen. Sie stärkt die vorhandenen exzellenten Standorte in dem Bestreben, ihre nationale und internationale Sichtbarkeit zu erhöhen. 

Dies geschieht bei herausragenden medizinischen Forschungsthemen zum Beispiel durch DFG-Fördermaßnahmen, EFRE-Forschungsinfrastrukturen und Forschungsbauten nach Artikel 91b GG.

So unterstützt das Land den Aufbau des neuen Cancer Center Cologne Essen (CCCE) und des Exzellenznetzwerks Krebsmedizin NRW und ermöglicht somit Krebsforschung und Krebsmedizin auf höchstem Niveau.

Forschungsfelder Forschung in den Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften

Phänomene wie zum Beispiel die Globalisierung und die Digitalisierung in der Arbeits- und Lebenswelt verändern das Zusammenleben von Gesellschaften. Die geistes-, sozial- und kulturwissenschaftlichen Fächer können dabei als Vermittler historischer, kultureller, politischer und sozialer Kompetenz mit ihrer Vielfalt an Wissen auftreten. Sie generieren und vermitteln Reflexions- und Orientierungswissen und liefern Politik und Gesellschaft wichtige Impulse für den Umgang mit gesellschaftlichen Herausforderungen und Entwicklungen. Sie ermöglichen uns Zugang zu unserem kulturellen Gedächtnis und Erbe und tragen gleichzeitig selbst dazu bei.

Beispiele wie die Provenienzforschung, die Arbeitsforschung  oder die Forschung zu Digitalisierung und Gesellschaft zeigen, dass in den Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften die Bedeutung der Forschung über Disziplingrenzen hinweg, auch mit den Natur- und Ingenieurwissenschaften, steigt.

Das Land unterstützt mit der Plattform Geistes-, Sozial-, und Kulturwissenschaften  (connectNRW) und dem Netzwerk zur Erforschung des extremistischen Salafismus (CoRE NRW) den Austausch und die Vernetzung der auf diesem Gebiet tätigen Akteure in NRW.

Forschungsfelder Forschung in den Natur- und Ingenieurwissenschaften

Natur- und ingenieurwissenschaftliche Grundlagenforschung ist nicht nur die Basis für Erkenntnisgewinn, sondern auch für Fortschritt und Innovation. Sie ist ein wesentlicher Bestandteil der Zukunfts- und Risikovorsorge in der Gesellschaft. Am Beispiel Nordrhein-Westfalens, dem bevölkerungsreichsten Bundesland sowie größtem Energie- und Industrieland der Republik, zeigt sich dies in besonderem Maße.

Forschung in den Natur- und Ingenieurwissenschaften wird in Nordrhein-Westfalen über ein großes Spektrum an Fachdisziplinen auf international hohem Niveau betrieben. In einer der vielfältigsten Hochschul- und Wissenschaftslandschaften Europas kommt der interdisziplinären, organisations- und standortübergreifenden Zusammenarbeit dabei eine wichtige Rolle zu.

Zahlreiche Universitäten und Fachhochschulen des Landes weisen ein ausgeprägtes Forschungsprofil im Bereich der Natur- und Ingenieurwissenschaften auf und entwickeln dies, auch mit Unterstützung der Landesregierung, konsequent strategisch weiter. Ein wichtiges Element der Profilbildung ist vielerorts die Entscheidung der Hochschule, hervorragende Expertise in einer Reihe einzelner natur- und ingenieurwissenschaftlicher Disziplinen zu fach- und fakultätsübergreifend operierenden Profilbereichen oder Zentren zu bündeln. Inhaltlich orientiert man sich dabei insbesondere an Forschungsfeldern mit hoher wissenschaftlicher, technologischer sowie gesellschaftlicher Relevanz. Die eindrucksvolle Bandbreite einschlägiger Exzellenzcluster, Sonderforschungsbereiche, Graduiertenschulen und grenzüberschreitender Kooperationsprojekte zeugt von der hohen wissenschaftlichen Qualität, großen Dynamik und hervorragenden internationalen Vernetzung der natur- und ingenieurwissenschaftlichen Hochschulforschung im Land.

Auch im Bereich außeruniversitärer Forschungseinrichtungen bilden die Natur- und Ingenieurwissenschaften einen unverkennbaren Schwerpunkt in Nordrhein-Westfalen. Zahlreiche Institute und Zentren aller großen nationalen Forschungsorganisationen haben hier ihren Sitz und betreiben Forschungsinfrastrukturen von internationalem Rang. In den Forschungsschwerpunkten der Hochschulen finden sie ideale Anknüpfungspunkte für Kooperationen in Lehre und Forschung. Traditionell gut ist dabei auch die Integration von Grundlagenforschung, anwendungsorientierter Forschung und experimenteller Entwicklung. Die enge Kooperation von Universitäten, Fachhochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen mit forschenden Unternehmen in wissensintensiven Industriebranchen ist weithin erfolgreich gelebte Praxis.

Forschungsfelder Entwicklung und Betrieb von Höchstleistungsrechner-Infrastrukturen

Rechnergestützte Simulation hat sich neben Theorie und Experiment als dritte Säule der Wissenschaft etabliert. Klima- und Hirnforschung, Verkehrssteuerung von Städten und Regionen, aber zum Beispiel auch die Entwicklung von Evakuierungszenarien für Großveranstaltungen sind Anwendungsbereiche, in denen Simulationen mit Höchstleistungsrechnern nicht mehr wegzudenken sind. Die Bedeutung rechnergestützter Simulationsverfahren wird sowohl in der erkenntnisorientierten Wissenschaft als auch in anwendungsbezogenen Forschungs- und Entwicklungsprozessen weiter zunehmen.

Die nordrhein-westfälischen Aktivitäten im Bereich des Höchstleistungsrechnens sind im Forschungszentrum Jülich (FZJ) gebündelt. Das Forschungszentrum Jülich ist seit vielen Jahren führend bei Entwicklung und Aufbau von Höchstleistungsrechnersystemen sowie bei der Anwendung von Supercomputern in Simulation und Datenanalyse. Mit dem hochskalierbaren modularen Spitzenrechner JUWELS und dem ebenfalls in modularer Architektur aufgebauten General Purpose-System JURECA verfügt das FZJ über zwei Supercomputer, die zu den schnellsten Rechensystemen der Welt gehören.

Bereits im Jahr 2007 wurde mit dem Gauß Centre for Supercomputing (GCS) ein Verbund der drei leistungsfähigsten Standorte für Höchstleistungsrechnen in Deutschland durch Verwaltungsvereinbarung des Bundes sowie der drei beteiligten Länder Baden-Württemberg, Bayern und Nordrhein-Westfalen ins Leben gerufen. Im Rahmen von GCS betreiben drei nationale Höchstleistungsrechenzentren – das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS), das Leibniz-Rechenzentrum in Garching bei München (LRZ) sowie das Jülich Centre for Supercomputing (JSC) des Forschungszentrums Jülich – Supercomputer der höchsten Leistungsklassen mit aufeinander abgestimmten, komplementären Architekturen. Die Rechen- und Datenkapazität der höchsten Leistungsklassen (Tier-0/Tier-1) sowie darauf abgestimmte Unterstützungsleistungen werden einer wissenschaftlichen Nutzergemeinde bundes- sowie europaweit zur Verfügung gestellt.

Forschungsfelder Forschung an Fachhochschulen/Hochschulen für angewandte Forschung

Nordrhein-Westfalen verfügt über ein dichtes und vielfältiges Netz von staatlichen und staatlich refinanzierten Fachhochschulen, die als regionale Innovationszentren wichtige Impulse in die Gesellschaft und in die Wirtschaft geben. Durch ihren anwendungsorientierten Forschungsansatz und die direkte Zusammenarbeit insbesondere mit kleinen und mittelständischen Unternehmen verbinden die Fachhochschulen den Erkenntnisgewinn mit der Verwirklichung ideenreicher, anwendungsorientierter Vorhaben. 

Fachhochschulen leisten darüber hinaus einen wesentlichen Beitrag zur Ausbildung hoch qualifizierter Fachkräfte. In Zusammenarbeit mit dem Graduierteninstitut NRW und einer Universität steht den besten Masterabsolventinnen und Masterabsolventen die Möglichkeit zur kooperativen Promotion offen. 

Das Land stärkt die Forschung an Fachhochschulen, aufbauend auf den bereits vorhandenen Strukturen und Aktivitäten. Beispielsweise werden neu berufene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Aufbau ihrer Forschungsaktivitäten unterstützt. Forschungsstarke Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können sich durch eine reduzierte Lehrverpflichtung oder die Bereitstellung zusätzlicher Mittel für Personal noch intensiver ihrer Forschungstätigkeit widmen. 

Ziel aller Programmlinien ist, die Forschung an Fachhochschulen gezielt weiter zu stärken, die Wettbewerbsfähigkeit bei der Einwerbung von Drittmitteln zu erhöhen und die Publikationstätigkeit zu steigern. 

Programme der FH-Forschung

Förderungen

Über die Förderlinien des Ministeriums für Kultur und Wissenschaft erhalten Sie Informationen unter "Forschungsförderung an Fachhochschulen"

Beispiele angewandter Forschung in Nordrhein-Westfalen

Das Hochschulnetzwerk NRW (HN NRW) ist ein Zusammenschluss der 21 staatlichen und staatlich refinanzierten Fachhochschulen beziehungsweise Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Nordrhein-Westfalen. Das Netzwerk hat sich zum Ziel gesetzt, die angewandte Forschung an diesen Hochschulen einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen und den Austausch zwischen Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft zu stärken. 

Über die vielfältige und zukunftsorientierte Forschung der Fachhochschulen in Nordrhein-Westfalen informiert das vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft  unterstütze Hochschulnetzwerk HN.NRW unter www.hn-nrw.de.