„Die Kombination der Expertisen ist einmalig“

Herr Professor Zielinski, wie oft kommen Sie dazu, einen Fantasy-Roman zu lesen?

(lacht) Viel weniger als früher. Ich habe als Student zwei Bücher mit Fantasy-Rollenspiel-Abenteuern selbst geschrieben. Heute lese ich manchmal Klassiker aus Fantasy und Science-Fiction: Erst kürzlich habe ich „Per Anhalter durch die Galaxis“ zum zweiten Mal gelesen, dieses Buch von Douglas Adams von 1979. Und ich muss sagen: Es ist immer noch erfrischend gut beobachtet und bissig geschrieben.

In welches Genre würden Sie das Hereon einordnen?

Beim Hereon denken wir bewusst in die Zukunft – und ja, das berührt manchmal auch das, was man als Science-Fiction bezeichnen könnte. Mir war aber schon bei meinen bisherigen Stationen immer wichtig, nicht Fiktion, sondern technologische Lösungen anzubieten und diese der Gesellschaft als Werkzeuge an die Hand zu geben. Genau das macht das Hereon – wir wollen die Zukunft gestalten, und zwar indem wir Klima-, Küsten- und Materialforschung zusammenbringen und dafür unter anderem Digitale Zwillinge als Werkzeug einsetzen.

Wie sind Sie in Ihrem Physikstudium eigentlich zur Meeresforschung gekommen?

Mich hat immer das mechanistische Verständnis fasziniert, wie Dinge zusammenhängen. Im Studium mit Nebenfach Informatik habe ich sehr begeistert komplexe Systeme und ihre Wechselwirkungen simuliert. Für die Diplomarbeit bin ich dann in eine Arbeitsgruppe gekommen, die Meeres- und Umweltphysik mit optischen Methoden betrieben hat. Eigentlich war mein Thema die Modellierung des Strahlungstransportes, aber dann ging es auf See - damit fing alles an.

Waren Sie auf Expeditionen dabei?

Oh ja, und das waren faszinierende Erfahrungen! Meine ersten Expeditionen haben mich als Doktorand in einem EU-Vorhaben in den subtropischen Nordatlantik geführt. Dort habe ich gesehen, dass man als Physiker mit seinen Messmethoden und seinem Systemverständnis oft nicht allein weiterkommt. Die Zusammenarbeit mit Chemikern und Biologen und Fachleuten aus vielen anderen Disziplinen hat mich so fasziniert, dass ich von der klassischen Physik zur Umweltphysik abgebogen bin.

Was war der Kern Ihrer Arbeit?

Ich habe mich viel mit optischen Messmethoden beschäftigt und selbst einige Sensoren entwickelt. In den vergangenen zehn Jahren hat sich das aber verlagert: Ich habe mich mehr mit den Daten beschäftigt. Die großen Innovationen passierten nicht mehr im Bereich neuer Sensoren, sondern im Umgang mit den gewonnenen Informationen.

Das klingt abstrakt. Wie hat sich das konkret gezeigt?

Ich habe beispielsweise an Langzeitdaten im Küstenobservatorium auf der Nordseeinsel Spiekeroog gearbeitet. Da hatten wir über 50 verschiedene Sensoren, die sämtliche Umweltparameter gemessen haben: Strömung, Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff und so weiter. Das Problem war, dass einzelne dieser Sensoren immer mal wieder ausfallen oder fehlerhafte Daten liefern. Und da haben wir zusammen mit Informatikern der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg neue Machine-Learning-Ansätze entwickelt, um diese Datenlücken zu schließen. Wir hatten unheimlich viele Daten von anderen Sensoren und machten uns zu Nutze, dass zwischen diesen Messgrößen teils verborgene Zusammenhänge bestehen. Unsere Technik ist in der Lage, die Lücken in diesem gewaltigen Datensatz sinnhaft zu füllen, was sich auf viele andere Anwendungen auch außerhalb der Umweltforschung übertragen lässt.

Welchen Einfluss hatte das auf Ihre Forschung?

Das war ein Schlüsselmoment. Ich habe mich von da an intensiver mit KI beschäftigt und bin schließlich parallel zu meiner Professur ans Deutsche Forschungszentrum Künstliche Intelligenz (DFKI) gekommen. Dort habe ich den DFKI-Standort Niedersachsen als Forschungsbereichsleiter mit aufgebaut und auch das deutschlandweite Kompetenzzentrum DFKI4planet etabliert: So haben wir zum Beispiel mit bildgebenden Sensoren auf Drohnen Plastikmüll in Flüssen und an Stränden erfasst und die Ergebnisse mit einem eigenen KI-Tool charakterisiert und analysiert. Diese Technologie haben wir dann gemeinsam mit der Weltbank in mehrere Länder Südost-Asiens transferiert, aber auch NGOs in Europa unterstützt.

Was können Sie von diesen Erfahrungen jetzt für Ihre neue Aufgabe mitnehmen?

Das systemische Denken. Und auch die Erkenntnis, wie mächtig die Wissenschaft werden kann, wenn man Erkenntnisse aus der eigenen Disziplin weiterdenkt, mit anderem Wissen verknüpft und auch den langen Atem hat, dies bis in die Anwendung zu bringen. Wissen Sie, was mich gleich fasziniert hat, als ich mich mit dem Hereon eingehender beschäftigt habe?

Na?

Der passende, vermutlich einmalige, Mix dieser Expertisen in einem Zentrum. Da ist der Bereich der Küsten- und Klimaforschung, den ich natürlich sehr gut kannte. Und eine Werkstoff- und Materialforschung, die stark darin ist, technologische Innovationen bis in die Praxis zu bringen. Beides verbunden in einer konsequenten Ausrichtung auf digitale Prozesse - das hat mich gleich gepackt. Ein gutes Beispiel ist der Bereich der nachhaltigen Offshore-Windenergie: Hier verbindet das Hereon materialwissenschaftliche Entwicklungen für langlebige und belastbare Komponenten mit Umwelt- und Systemmodellen, die es ermöglichen, ökologische Auswirkungen von Offshore-Anlagen realistisch vorherzusagen und in die Planung einzubeziehen.

Wo sehen Sie das Hereon in fünf Jahren?

Meine Vision ist, dass das Hereon über die einmalige Kombination von Umwelt und Materialwelt hinaus eine klare Alleinstellung haben wird im Bereich digitaler Zwillinge komplexer Systeme. Das Besondere an digitalen Zwillingen ist, dass sie über die Verbindung von Messungen und Modellen hinaus auch eine tiefere Analyse und Interaktion ermöglichen, die dann rückgekoppelt werden in die reale Welt. Wir schließen damit den Kreis.

Sie waren in Rostock, in Oldenburg, in Bremerhaven, in Wilhelmshaven und auf Spiekeroog tätig – und jetzt in Geesthacht. Suchen Sie sich Ihre Arbeitsorte nach der Nähe des Meeres aus?

(lacht) Sie haben meine Zeit an der Bundesanstalt für Gewässerkunde in Koblenz vergessen! Aber das war wirklich nur eine kurze Etappe, und offensichtlich hat mir der Rhein nicht gereicht. Ich bin eben einfach ein Küstenkind: Ich mag diese unglaubliche Dynamik, die dort herrscht, wo die Elemente Wasser, Luft und Erde aufeinandertreffen. Das macht diese maritime Umgebung so reizvoll – und prägt die Menschen, die hier leben und arbeiten. Auch in der Wissenschaft.

Zur Person:  Prof. Dr. Oliver Zielinski ist wissenschaftlicher Geschäftsführer am Hereon. Der Physiker ist Experte für die Meeres- und Technologieforschung und Professor an der Universität Rostock. Zuletzt war er Direktor des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde. Davor war er Professor für Marine Sensorsysteme an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, parallel dazu baute er am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz den Forschungsbereich „Marine Perception“ auf. Zielinski wurde Anfang 2025 in den deutschen Wissenschaftsrat (WR) berufen und ist seit 2021 Mitglied der Akademie der Technikwissenschaften (acatech).