HITStory

Klaus Tschira rief das HITS zum 1. Januar 2010 ins Leben. Die Geschichte des Instituts reicht jedoch viel weiter zurück. Sie beginnt mit der Gründung der Klaus Tschira Stiftung 1995 und umfasst weitere Etappen, die für die Entstehung des HITS von Bedeutung waren. Die wichtigsten Ereignisse von 1997 bis 2016 sind in dieser „HITStory“ zusammengefasst.

Klaus Tschira (1940-2015). Foto: KTS / Tim Wegner

Deep Map – das erste Projekt des EML, ausgegründet 2007 als “Heidelberg Mobil International.” Foto: EML

3D-Modell des “Hortus Palatinus.” Bild: EML

“Spin-off mit der tesa-Rolle”: Die erste Ausgründung des EML. Foto: EML

1997-2003
Deep Map, tesa-ROM und das Buch des Lebens: Gründung, Aufbau und Aufteilung des EML

Mit der Gründung der EML European Media Laboratory GmbH im Sommer 1997 will Klaus Tschira der angewandten Informatik neue Impulse geben. Hauptanliegen des EML ist es, durch Forschung und Entwicklung neue technologische Konzepte anwendungsreif zu machen und letztlich in Produkte zu überführen. Zu den Auftraggebern des EML zählt auch die Klaus Tschira Stiftung. Vieles, was beim Start des EML 1997 noch nach Zukunftsmusik klingt, wird später in Geräten wie Smartphones Anwendung finden.

Das Motto: “Think Beyond the Limits!”

Im Januar 1998 kann mit Andreas Reuter ein erfahrener Computerexperte als Geschäftsführer und wissenschaftlicher Direktor gewonnen werden. Der Informatikprofessor war zuvor unter anderem Gründungsdirektor des „Instituts für Parallele und Verteilte Höchstleistungsrechner“ der Universität Stuttgart. Andreas Reuter und Klaus Tschira steuern auch das Motto des EML bei: „Think Beyond the Limits! – Denke über die Grenzen hinaus!“ Es fasst das grafische Logo der KTS und des EML in Worte, das eine Denksportaufgabe enthält: Verbinde neun in einem Quadrat angeordnete Punkte mit vier geraden Linien, ohne abzusetzen. Nur wer die Linien über die Grenzen des Quadrats hinauszieht, kann die Aufgabe lösen.

Über alle Grenzen hinweg denken die Teilnehmer des zweiwöchigen Workshops zum Thema „Top-Level-Ontologies“, der im gleichen Jahr 1998 auf Initiative von Klaus Tschira stattfindet und an dem prominente Wissenschaftler teilnehmen, unter anderem der US-amerikanische Informatiker und Turing-Preisträger John McCarthy oder der britische Philosoph Richard Stanley Peters.

Forschung für bessere Navigation

Zeitgleich startet das erste EML-Projekt „Deep Map“, in dessen Zentrum das Szenario eines elektronischen tragbaren Stadtführers steht. Aus dieser visionären Geoinformatik-Forschung heraus sollte später durch Ausgründung „Heidelberg Mobil International GmbH“ entstehen, ein Unternehmen, das die Handynavigation für Städte und Großveranstaltungen entwickelt und heute zu BridgingIT GmbH gehört.

Im Juli 1999 findet in der Villa Bosch eine spektakuläre internationale Videokonferenz statt, die den Bekanntheitsgrad des EML spürbar erhöht. Im Rahmen des Projekts „C-Star“ mit Partnern aus Japan, Italien und den USA wird ein computerbasiertes Dolmetschersystem für sechs Sprachen zum Einsatz auf tragbaren elektronischen Touristenführern demonstriert. Als Teil der Veranstaltung präsentiert das EML einen ersten Prototypen seines Projekts „Deep Map“: Ein Tourist bewegt sich mit Hilfe von Computertechnik durch Heidelberg. Er muss dabei allerdings noch einen Kleincomputer am Gürtel, einen Laptop im Rucksack und eine Kamera am Kopf tragen.

Im Jahr 2001 organisiert das EML die International Conference of Data Engineering (ICDE). Computerwissenschaftler aus aller Welt treffen sich in Heidelberg. Das Hauptthema der Konferenz ist es, wie man die zunehmende Datenflut im 21. Jahrhundert kanalisieren kann.

Der Garten des Winterkönigs

Das EML ist danach an zahlreichen Projekten der Europäischen Union und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) beteiligt. Aus einem dieser Projekte heraus entsteht 2003 die digitale Rekonstruktion des historischen „Hortus Palatinus“. Kurfürst Friedrich V., der „Winterkönig“, hatte Anfang des 17. Jahrhunderts den Bau einer riesigen, terrassenartigen Gartenanlage direkt am Heidelberger Schloss in Auftrag gegeben. Sie war nie vollendet worden.

Die EML-Mitarbeiter gleichen die Geländedaten des heutigen Schlossgartens, eine Fläche von rund 50.000 m2, mit den Originalplänen des Architekten Salomon de Caus und anderen verfügbaren Quellen wie Gemälden und Stichen ab. Am Computer erstellen sie ein dreidimensionales Modell, durch das sich der “Besucher” des Gartens virtuell bewegen konnte. Für diese Arbeiten werden EML-Wissenschaftler mit dem Forschungs- und Innovationspreis der Stiftung Metropolregion Rhein-Neckar ausgezeichnet. Einer der Preisträger, Dr. Rainer Malaka, wird bald darauf Professor für Digitale Medien an der Universität Bremen.

Daten von der Rolle: die erste Ausgründung des EML

Von Beginn an zeigt sich das EML auch außergewöhnlichen Projektideen gegenüber offen und hat Mut zum Risiko: Als im Frühjahr 1998 die Physiker Dr. Steffen Noehte und Matthias Gerspach an der Universität Mannheim entdecken, dass sich tesa-Film als Datenspeicher eignet, denken viele an einen Scherz. Die beiden Forscher können ihre Arbeit am EML fortsetzen – mit einem zehnköpfigen Team. Drei Jahre später sorgen sie für die erste erfolgreiche EML-Ausgründung „tesa scribos“ und ernten so die Früchte ihres spektakulären Projekts. „tesa scribos“ beschäftigt heute am Standort Heidelberg rund fünfzig Mitarbeiter, am Standort Hamburg kommen noch einmal dreißig hinzu.

Eine weitere Ausgründung des Instituts wagen 2003 die beiden Geoinformatiker Dr. Richard Leiner und Rüdiger Wolff, die seither mit „Leiner & Wolff“ neuartige Software für den Hochwasserschutz entwickeln. Auch sie erhalten für ihre Innovationsleistung 2006 den Forschungs- und Innovationspreises der Stiftung Metropolregion Rhein-Neckar.

Moleküle aus dem Computer

Neben der Geoinformatik liegt der zweite Schwerpunkt in den theoretischen Lebenswissenschaften. Biologen, Biochemiker und Informatiker erforschen die komplexen Vorgänge in Molekülen und Zellen am Rechner. Wegen des grundlagenorientierten Charakters dieser Projekte werden diese und weitere Arbeitsgruppen im September 2003 in eine gemeinnützige Gesellschaft, die EML Research gGmbH, überführt. Die EML GmbH arbeitet weiterhin an ortsbasierten Systemen und verfolgt das ursprüngliche „Deep Map“-Szenario weiter. Seit 2007 liegt der Schwerpunkt auf Sprachtechnologie.

Beispiel eines simulierten Proteins (MCM Gruppe). Bild: EML Research

Ursula Kummer. Foto: EML Research

Die NLP-Gruppe arbeitet an automatischen Gesprächsprotokollen. Foto: EML Research

Frauke Gräter. Foto: EML Research

2003-2009
EML Research: Sycamore, BIOMS und galaktische Ideen

In den folgenden Jahren ist EML Research mit seinen zunächst fünf Gruppen das wahrscheinlich einzige Forschungsinstitut in Deutschland, in dem die Frauenquote in Führungspositionen über 50 Prozent liegt. Die drei Gruppenleiterinnen Dr. Isabel Rojas (SDBV Scientific Databases and Visualization), Dr. Rebecca Wade (MCM Molecular and Cellular Modeling) und Dr. Ursula Kummer (BCB Bioinformatics and Computational Biochemistry) entwickeln gemeinsam mit ihren Teams neue Modelle, Simulationen und Datenbanken zur Analyse komplexer biologischer Prozesse. Beispielhaft dafür steht „Sycamore“: Ein webbasiertes Paket von rechnerischen Werkzeugen und Methoden, das nicht nur Rechenmethoden zur Verfügung stellt, sondern auch dem Biowissenschaftler dabei hilft, die richtige Methode, zum Beispiel bei der biochemischen Simulation, auszuwählen.

In „Sycamore“ fließen die Forschungsarbeiten der Gruppen ein – das Softwarepaket COPASI, das biochemische Prozesse analysiert und simuliert, die PIPSA-Software, mit der man Simulationsparameter dreidimensionaler Modelle von Proteinstrukturen ableiten kann, sowie die Datenbanken des elektronischen Stoffwechselatlas ELSA.

 

BIOMS: Eine Investition in kluge Köpfe

EML-Research-Gruppenleiterin Ursula Kummer ist Mit-Koordinatorin des 2004 gegründeten ersten deutschen Zentrums für Modellierung und Simulation in den Biowissenschaften (BIOMS). Weitere beteiligte Institute sind das Deutsche Krebsforschungszentrum, das EMBL, das Max-Planck-Institut für Medizinische Forschung und die Universität Heidelberg. Die Klaus Tschira Stiftung unterstützt das Zentrum mit insgesamt 2,5 Millionen Euro. Die Mittel für das neue Zentrum fließen ausschließlich in die Förderung von Nachwuchswissenschaftlern. Ziel von BIOMS ist es, aus biologischen Daten mit mathematischen Formeln und Computersimulationen neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Gesprächsprotokolle auf Knopfdruck

Auch die Computerlinguisten der „Natural Language Processing“ Gruppe unter der Leitung von Prof. Michael Strube verzeichnen auf ihrem Gebiet Erfolge – mit der Entwicklung eines Annotationssystems für die automatische Zusammenfassung von Texten und der Erschließung von Wikipedia als Corpus für die linguistische Forschung.

Beyond the Limits: Neue Ideen für die Forschung 

Das Jahr 2007 markiert eine Zäsur in der Entwicklung der EML Research: Ursula Kummer erhält eine Professur an der Universität Heidelberg und verlässt mit ihrer Gruppe das Institut. Sie entwickelt bis heute mit den HITS-Gruppen MCM und SDBV das „Sycamore“-Paket weiter.

Klaus Tschira hat inzwischen, ganz im Sinne des Leitspruchs „Think Beyond the Limits!“, über die Zukunft des Instituts nachgedacht. Der Fokus naturwissenschaftlicher Forschung lag jahrzehntelang auf Experimenten, in denen ungeheure Datenmengen produzierte wurden. Was Tschira in der Forschungslandschaft vermisst, sind die Theoriebildung und die nötigen methodischen Werkzeuge, um aus diesen Datenbergen neue Erkenntnisse zu gewinnen. Er stellt sich deshalb vor, dass in einem multidisziplinären Institut Forscher aus verschiedenen Fachgebieten an dieser Aufgabe arbeiten und sich über ihre Methoden austauschen sollten. Dabei denkt er nicht nur an die Biologie, sondern als Astronomie-Fan auch an Galaxien und Supernovae. Denn nicht nur das Buch des Lebens, sondern auch das Buch des Universums ist zum großen Teil in der Sprache der Mathematik geschrieben.

Die Pläne für ein „Heidelberger Institut für Theoretische Studien“ treibt Klaus Tschira gemeinsam mit Andreas Reuter voran. Die Forschungsfelder sollen neben Lebenswissenschaften Wissenschaftlichen Datenbanken und Computerlinguistik auch Theoretische Astrophysik, statistische Methoden und Computerwissenschaften umfassen. Das Institut soll größer als EML Research sein und im Endausbau rund 120 Wissenschaftler in etwa zehn Gruppen beherbergen.
Mit der Chemikerin Frauke Gräter, die 2009 nach Heidelberg kommt, und dem durch die Millennium-Simulation bekannten Galaxienforscher Volker Springel sind bald neue Protagonisten des geplanten Instituts gefunden.

Das Experiment „HITS“ kann beginnen.

Der HITS-Campus auf dem Gelände der historischen Villa Reiner. Foto: HITS

Das HITS-Gebäude wurde mit einem Architekturpreis ausgezeichnet. Foto: HITS

Pressekonferenz zur Eröffnung des HITS im März 2010. V.l.n.r.: Volker Springel, Klaus Tschira, Andreas Reuter. Foto: HITS

Spinnenseide: Computersimulationen helfen, ihre fazinierenden Eigenschaften zu verstehen. Foto: HITS

Volker Stollorz (links) im Gespräch mit HITS-Forschern. Foto: HITS

The Mexican axolotl Ambystoma mexicanum (Copyright: IMP)

Die CBI-Gruppe entschlüsselt das Axolotl-Genom. Foto: IMP, Wien

Die Illustris-Simulation. Bild: Vogelsberger

Das HITS trauert um seinen Gründer und Gesellschafter Klaus Tschira, der am 31. März 2015 im Alter von 74 Jahren unerwartet verstirbt. Foto: KTS

Das Mathematikon im Neuenheimer Feld, Heidelberg. (Foto: Mathematikon Heidelberg GmbH (n. Schw. R.) & Co KG)

Die Idee

Klaus Tschira verfolgt seit 2007 seine Idee für ein neues Institut. Was er in der Forschungslandschaft vermisst, sind die Theoriebildung und die nötigen methodischen Werkzeuge, um diese Datenberge zu analysieren. Denn der Fokus naturwissenschaftlicher Forschung lag jahrzehntelang auf Experimenten, in denen ungeheure Datenmengen produzierte wurden. Tschira stellt sich deshalb vor, dass in einem multidisziplinären Institut Forscher aus verschiedenen Fachgebieten an der Gewinnung neuer Erkenntnisse aus den Datenmengen arbeiten und sich über ihre Methoden austauschen sollten. Dabei denkt er nicht nur an die Biologie, sondern als Astronomie-Fan auch an Galaxien und Supernovae. Denn nicht nur das Buch des Lebens, sondern auch das Buch des Universums ist zum großen Teil in der Sprache der Mathematik geschrieben.

Die Pläne für ein „Heidelberger Institut für Theoretische Studien“ treibt Tschira in den Folgejahren gemeinsam mit Andreas Reuter voran. Die Forschungsfelder sollen neben Lebenswissenschaften, wissenschaftlichen Datenbanken und Computerlinguistik auch Theoretische Astrophysik, statistische Methoden und Computerwissenschaften umfassen. Das Institut soll größer als EML Research sein und im Endausbau rund 120 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in etwa zehn Gruppen beherbergen. Mit dem Nachbargrundstück zur Villa Bosch, dem Sitz der Klaus Tschira Stiftung, hat man am Schloss-Wolfsbrunnenweg den idealen Standort dafür gefunden.

 

2010
Der Start

„HITS wird ein recht multidisziplinäres Institut. Ich glaube, dass gerade die innige Vermischung von Forschern unterschiedlicher Disziplinen besonders anregend ist.“ Klaus Tschira, 8. März 2010

Am 1. Januar 2010 geht das HITS durch Namensänderung aus der EML Research gGmbH hervor. Im März wird die Gründung mit einem Eröffnungskolloquium gefeiert. Festrednerin ist die Informatikerin Jeannette Wing, die das Denken in Algorithmen als Kulturtechnik des 21. Jahrhunderts beschreibt. Bei der Eröffnung dabei ist der Astrophysiker Volker Springel, der als erster von HITS und Universität Heidelberg gemeinsam berufener Forscher neuer HITS-Gruppenleiter und zugleich Professor an der Universität Heidelberg wird. Ebenfalls gemeinsam mit der Universität Heidelberg organisiert das HITS im Sommer die 22. Internationale Konferenz zum Datenmanagement SSDBM. Und mit Datenmanagement und Simulationsmethoden arbeitet das HITS am BMBF-Netzwerk „Systembiologie der Leber“ mit.
Das HITS wächst weiter: Im Herbst startet der Informatiker Alexandros Stamatakis die neue Forschungsgruppe “Scientific Computing“.

 

2011
Spinnenseide und offene Türen

Die Gruppe Molecular Biomechanics (MBM) unter der Leitung von Frauke Gräter befasst sich unter anderem mit den faszinierenden Eigenschaften von Spinnenseide, die reißfester als Stahl ist. Mit Computersimulationen findet sie heraus, dass unterschiedliche molekulare Strukturen in der Seide für Halt und Elastizität sorgen. Die Ergebnisse können helfen, neue, noch reißfestere Kunststoffe zu entwickeln. HITS öffnet erstmals seine Pforten für einen Tag der offenen Tür. Außerdem präsentiert sich das junge Institut bei der 625-Jahr-Feier der Universität Heidelberg mit einigen Exponaten auf der sogenannten „UniMeile.”

 

2012
Preise, Presse und Professuren

HITS-Astrophysiker Volker Springel zählt als einer der meistzitierten Autoren in seinem Fachgebiet zu den „big hitters in Astronomy.” Er wird mit einem ERC Starting Grant für seine Forschung zur Entstehung und Entwicklung von Galaxien ausgezeichnet. Weitere ERC Grants für HITS-Forscher werden in den nächsten Jahren hinzukommen.

Im Frühling startet das HITS ein „Journalist in Residence“ – Programm. Es ermöglicht Journalistinnen und Journalisten mit Schwerpunkt Wissenschaftsjournalismus die vertiefende Beschäftigung mit rechnergestützter, datengetriebener Forschung unabhängig vom Druck des Tagesgeschäfts. Erster Journalist in Residence am HITS wird im Juni 2012 der renommierte Wissenschaftsjournalist Volker Stollorz.

Die bereits engen Beziehungen zur Universität Heidelberg und dem KIT Karlsruhe werden durch die Professuren für Rebecca Wade (Heidelberg) und Alexandros Stamatakis (KIT) intensiviert.

 

2013
Rasantes Wachstum: Vier neue Gruppen am HITS

Innerhalb von nur drei Jahren hat sich die Zahl der Forschungsgruppen am HITS verdoppelt: Statt anfangs fünf arbeiten nun zehn Gruppen auf dem Campus am Schloss-Wolfsbrunnenweg. Neu hinzugekommen sind in diesem Jahr die Gruppen Computational Biology (CBI), Data Mining and Uncertainty Quantification (DMQ) Astroinformatics (AIN) und Computational Statistics (CST).

 

2014
Wissenschaftliche Qualität und organisatorische Solidität

Das Jahr steht im Zeichen hochrangiger Forschung: Den Astrophysikern um Volker Springel gelingt mit „Illustris“ die bislang detaillierteste Computersimulation des Universums, die sie in „Nature“ veröffentlichen. Und Alexandros Stamatakis ist mit seiner Gruppe gleich an zwei bahnbrechenden Publikationen in “Science” beteiligt: Die Forscher berechnen die Stammbäume der Vögel und der Insekten  und helfen damit Biologen, die Evolution dieser Tiergruppen besser zu verstehen. Die hohe Qualität der HITS-Forschung zeigt sich auch in dem Ranking „Highly Cited Researchers”: Auf dieser Liste stehen 2014 Tilmann Gneiting (Computational Statistics) und Volker Springel (Theoretical Astrophysics). Ab 2016 zählen mit Alexandros Stamatakis drei HITS-Wissenschaftler weltweit zu den meistzitierten Forschern ihres Fachgebiets.

Im Herbst erhält das HITS eine neue organisatorische Struktur, um den Betrieb und die Weiterentwicklung des Instituts nach dem Abschluss der Aufbauphase langfristig zu gewährleisten. Das Institut wird künftig durch eine Doppelspitze aus Institutssprecher und Geschäftsführung geleitet. Die neue HITS-Stiftung löst die Klaus Tschira Stiftung (KTS) als Hauptgesellschafterin ab, sie erhält ihre Mittel für die Grundförderung des HITS von der KTS. Weitere Gesellschafterinnen sind die Universität Heidelberg und das KIT Karlsruhe. Ebenfalls neu ist der Wissenschaftliche Beirat.

 

2015
Fünf Jahre HITS – eine Erfolgsgeschichte

Zum Auftakt des 20-jährigen Jubiläums der Klaus Tschira Stiftung organisiert das HITS im Januar ein wissenschaftliches Symposium mit hochrangigen Rednerinnen und Redner aus Politik und Wissenschaft. „Die Wissenschaft braucht ein Institut wie das HITS“, so Prof. Wolf-Dieter Lukas, der Vertreter der Bundesregierung, in seinem Grußwort. „Wenn Klaus Tschira es nicht gegründet hätte, dann müsste man es heute gründen.“ In der Tat hat das noch junge Institut schon eine kleine Erfolgsgeschichte geschrieben. Dazu gehört auch der zweite ERC Grant, den HITS-Forscher in ihrer Zeit am Institut gewinnen konnten – noch zu Lebzeiten des Gründers Klaus Tschira. Mit zwei neuen Forschungsgruppen, der „Physics of Stellar Objects“ (PSO) und der „Groups and Geometry“ (GRG), ist das HITS nun am Ende der Aufbauphase angelangt.

 

2016 Wandel und Kontinuität

Das Jahr steht im Zeichen des Übergangs: Der langjährige Geschäftsführer Andreas Reuter, der das HITS gemeinsam mit Klaus Tschira aufgebaut hat, beendet seine Tätigkeit für das Institut und wechselt als Vorstand in die HITS-Stiftung. Neue Geschäftsführerin ist Dr. Gesa Schönberger. Sie leitet das HITS seitdem gemeinsam mit den turnusmäßig wechselnden Institutssprechern.

Mit der neuen Juniorgruppe „High Energy Astrophyics and Cosmology“ (HAC) ist das HITS inzwischen auf 13 Gruppen angewachsen. Auch deshalb bezieht das HITS im Herbst zusätzliche Räume an einem zweiten Heidelberger Standort, dem „Mathematikon“. Damit ist das Institut auch auf dem dortigen Campus der Universität Heidelberg präsent.

Die Villa Bosch, Sitz der Klaus Tschira Stiftung und des EML.

Foto: EML

Dr. Ursula Kummer (EML Research) bei der Pressekonferenz zur Eröffnung des BIOMS im Februar 2004.

Foto: EML Research

2013: Vier neue Gruppenleiter am HITS. V.l.n.r.: Kai Polsterer, Siegfried Schloissnig, Tilmann Gneiting, Vincent Heuveline. Mehr dazu im “Charts Special”.

Foto: HITS

Denkpause: Die Teilnehmer des Workshops zum Thema „Top-Level-Ontologies“ 1998.

Foto: EML

Durchblick im Datendschungel: So präsentierte sich die Scientific Databases and Visualization (SDBV) group im Jahr 2006 in der Infobroschüre der EML Research.

Foto: EML Research

Alexandros Stamatakis und sein Team berechnen die Stammbäume von Insekten und Vögeln. Ihre Arbeiten werden 2014 im Fachjournal “Science” veröffentlicht.

Foto: HITS

“Deep Map” im Jahr 2000. Im Bild: der erste EML-Doktorand Alexander Zipf, heute Professor für Geoinformatik an der Universität Heidelberg und Leiter des HeiGIT.

Foto: EML

Forschung informiert Politik (2009): Vlad Cojocaru (EML Research) eröffnet dem Bundestagsabgeordneten Lothar Binding neue Einblicke in Proteininteraktionen.

Foto: EML Research

Der Wissenschaftsjournalist Michele Catanzaro (Barcelona/Spanien) ist 2014 der erste internationale HITS “Journalist in Residence.” In seiner Zeit am HITS beginnt er ein transnationales Projekt, für das er 2016 als “European Science Writer of the Year” ausgezeichnet wird.

Foto: HITS

Der DigiCoach – ein digitaler Schwimmtrainer, entwickelt in den Jahren 2000-2002 am EML.

Foto: EML

Jeannette Wing und Andreas Reuter beim Eröffnungskolloquium des HITS am 8. März 2010.

Foto: HITS

Doppelsternsystem in gemeinsamer Hülle – das Titelmotiv des Annual Reports 2016.

Bild: Sebastian Ohlmann / HITS