Datenplattform

Gegenstand der Beschaffung ist die Entwicklung einer Softwarelösung ("Datenplattform") zur Integration und Orchestrierung von KI-basierten Modellen im Bereich der biotechnologischen Proteinentwicklung sowie eines mikrofluidischen Geräteparks zur experimentellen Umsetzung und Charakterisierung entsprechender Protein-Designs. Die Datenplattform dient als zentrale Kommunikations- und Integrationsschicht zwischen KI-Modellen, Laborautomatisierungssystemen und Analysekomponenten. Hierzu müssen Daten- und Steuerungsinformationen zwischen mehreren technischen Schnittstellen ausgetauscht und verarbeitet werden. Die konkrete Ausgestaltung der Schnittstellenformate erfolgt in Abstimmung mit den beteiligten Projektpartnern unter Berücksichtigung offener und interoperabler Standards. Die Softwarelösung muss die sichere, nachvollziehbare und langfristige Speicherung der im Rahmen der Experimente entstehenden Daten ermöglichen. Hierzu ist eine Datenmanagement- und Speicherarchitektur vorzusehen, die eine strukturierte Ablage, Versionierung sowie den Zugriff auf experimentelle Daten und Metadaten unterstützt. Die Plattform muss flexibel einsetzbar sein und sowohl den Betrieb in lokalen Rechenumgebungen als auch in Cloud-Umgebungen ermöglichen. Die im Projekt eingesetzten Daten entstehen im Wesentlichen durch einen mikrofluidischen Gerätepark, der bioinformatisch erzeugte Protein-Designs experimentell umsetzt und charakterisiert. Die Steuerung des Geräteparks erfolgt über die bestehende Kontrollsoftware "Droplet Control Center" (DCC) der Firma Efficient Robotics GmbH. Die zu entwickelnde Datenplattform muss in der Lage sein, mit dieser Software zu kommunizieren, um Steuerungsinformationen an den Gerätepark zu übermitteln und experimentell erzeugte Daten zu verarbeiten. Darüber hinaus muss die Datenplattform modellagnostisch ausgelegt sein und die Integration verschiedener KI-Modelle zur Generierung von Protein-Designs ermöglichen. Hierzu ist ein standardisierter Kommunikationsmechanismus vorzusehen, der sowohl experimentelle als auch bioinformatische Anforderungen abbildet. Die entsprechenden Schnittstellen sind in Abstimmung mit den Projektpartnern zu spezifizieren. Die Datenplattform muss die Anbindung einer zentralen Datenbank ermöglichen, die die Speicherung, Verwaltung und Auswertung von Daten aus mehreren Experimenten unterstützt. Dabei ist sicherzustellen, dass experimentelle Daten, insbesondere Sequenz- und Aktivitätsdaten einschließlich zugehöriger Metadaten, strukturiert und konsistent gespeichert werden können. Die Plattform muss zudem die Integration externer biotechnologischer Geräte über softwarebasierte Adapter ermöglichen. Hierzu zählen insbesondere Sequenzierplattformen sowie mikrobiologische und fermentative Systeme. Die Integration erfolgt über standardisierte Schnittstellen zur DCC-Software, die eine Steuerung und Datenerfassung der angebundenen Geräte ermöglichen. Die Schnittstellenarchitektur ist gemeinsam mit den Projektpartnern zu entwickeln, die sowohl den mikrofluidischen Gerätepark als auch die eingesetzten KI-Modelle bereitstellen. Die detaillierten fachlichen und technischen Anforderungen sind in der Leistungsbeschreibung (Dokument 3_Leistungsbeschreibung) weiter ausgeführt.