基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務研究*

蘆曉紅

（中國刑事警察學院圖書館，遼寧沈陽110854）

基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務研究*

蘆曉紅

（中國刑事警察學院圖書館，遼寧沈陽110854）

從無線泛在性、智能流通性、全面感知性3個維度重新詮釋智慧圖書館，并根據可穿戴技術的“全面感知”屬性，將其引入智慧圖書館管理與服務研究中，通過構建其體系架構，實現智慧圖書館“五個智慧化”建設目標。

智慧圖書館可穿戴技術可穿戴設備服務與管理

1　智慧圖書館定義與研究現狀

隨著智慧地球、智慧城市等理念的提出與發展，智慧圖書館（Smart Library）一詞漸漸走入人們的視線，并逐步成為圖書館服務創新、轉型和可持續發展的新模式和新理念。智慧時代的到來對于國內圖書館的發展既是機遇又是挑戰，如何在新信息環境下實現智慧化的管理與服務是圖書館行業發展的重要課題。目前，針對智慧圖書館的理論研究與實踐在國內外圖書館界也有了初步探索與嘗試，但其概念也是眾說紛紜，普遍觀點認為智慧圖書館是把智能技術運用到圖書館建設之中形成的一種現代化建筑，是智能建筑與高度自動化管理的數字圖書館的有機結合和創新。而筆者認為智慧圖書館需從3個維度加以詮釋：①無線泛在性維度，智慧圖書館是充分利用信息通信技術，為讀者提供隨時隨地查閱數字資源、參考咨詢等服務的移動圖書館；②智能流通性維度，智慧圖書館是無人值守服務，全程自助化借閱形式；③全面感知性維度，智慧圖書館是物聯網、云計算、可穿戴設備與圖書館的無縫結合，注重讀者智能體驗的服務與管理。3個維度的有機結合與創新為智慧圖書館之基本要素。

智慧圖書館管理與服務的智慧化不能脫離智慧圖書館的3個基本要素，尤其需要為讀者以及圖書館工作人員提供更具專業特色、更深層次、更具交互性、更具感知能力的智慧化管理與服務。目前，國內智慧圖書館的相關理論研究與實踐大多停留在無線泛在維度，即僅僅實現了數字圖書館、移動圖書館建設，部分圖書館也增加了對智能流通性維度的考量，即利用RFID技術建成無人值守模式下的智能圖書館服務模式。然而，針對筆者提出的全面感知性維度的理論和實踐研究則少之又少。2015年4月，國內首個智慧圖書館落戶深圳市鹽田區，其主要借助信息可視化、物聯網、云計算等技術，實現包括停車位、坐席情況等所有狀態、信息的遠程查詢服務。同年，上海圖書館也隨即發布了其智慧圖書館的基本功能與建設情況，即通過移動APP程序等感知讀者，系統后臺通過數據挖掘、分析讀者的閱讀歷史和愛好等，再根據讀者所處地理位置，結合圖書館資源狀態、服務內容進行信息智能推送服務。國內僅有深圳圖書館和上海圖書館兩個公共圖書館在全面感知性維度上有所嘗試。

近年來，作為具有強烈“全面感知”能力代表的可穿戴技術，受到越來越多行業的關注，如醫療、旅游、航空、教育、軍事、建筑、娛樂、運動、導航、弱勢群體安全保障等領域。圖書館行業引入可穿戴技術最有價值的潛在結果之一就是能夠給讀者提供更高效、更便捷、更個性化的即時體驗和智慧服務，實現圖書館行業的8A目標，即任何服務主體的圖書館可在任何時間、任何地點向服務客體的任何用戶提供任何時期、任何類型、任何格式和任何語種的信息資源。

2　可穿戴技術與設備的定義與類型

2.1定義

20世紀60年代，美國MIT媒體實驗室率先提出可穿戴技術的概念，其是將電腦芯片及操作系統、多媒體、傳感器、無線通信、數據庫存儲與分析、人機智能交互等技術功能嵌入到人們日常的衣著和隨身物品中，使用者通過利用手勢和眼神等交互操作方式，支配具有計算能力和傳感能力設備的新興技術。近年來，可穿戴技術得到突飛猛進的發展，有專業人士甚至預言在未來的十年中，可穿戴技術將會進入我們生活的每一個領域。而可穿戴設備是指穿在身上或是整合到人們的衣物或配件上的一種便捷式設備，其包含獨立的計算芯片，時刻保持響應和網絡連接狀態，通過收集、識別、感知和分析用戶行為、軌跡與周圍環境，與用戶進行靈活多變的人機信息交互，并反饋給用戶更個性化、更科學化的建議和方法，其優勢在于能夠方便地將工具、設備、電源和網絡集成到人們日常生活和工作中。

2.2類型

可穿戴設備具有的移動性、以人為中心、解放雙手、智能化、可持續工作、人機交互、無線通訊等特點，其形態種類多樣，應用領域廣泛，僅Vandrico公司可穿戴設備數據庫就收錄433件可穿戴設備，將其按照外觀形態與應用領域兩種方式劃分、歸類如下。

按照外觀形態劃分，可穿戴設備包括帽子、頭盔、頭帶、眼鏡、臂環、腕帶、手表、手套、戒指、耳機、耳麥、腰帶、紐扣、鞋襪、服裝、書包、配飾等，如Google Glass、iWatch智能手表、索尼頭戴式3D影院、GolfSense訓練手套、MTO腕帶、Nike Fuelband手環、No Place Like Home衛星導航鞋、富士通“智能拐杖”、Airwaves面罩、Vigo警覺追蹤器、可穿戴式無線3D人體動作追蹤系統等。

圖1　可穿戴設備應用領域

按照應用領域劃分，可穿戴設備可分為休閑娛樂類、醫療健康類、工業輔助類，如圖1所示。休閑娛樂類可穿戴設備利用方便攜帶的外形特征，集成無線聯網功能，實現終端的即時通信、視頻聊天、收發郵件與短信、運動檢測、地圖導航、游戲捕獲、網絡支付等應用程序服務。醫療健康類可穿戴設備主要用于血糖、心臟、帕金森綜合癥、生活方式等監控與監視，對佩戴者來說，能夠更加及時準確地獲取自身身體狀況和醫治疾病情況，而且能夠幫助聽力和視力障礙者重獲生活樂趣。工業輔助類可穿戴設備主要在技術信息輔助、操作訓練與業績支撐、環境及設備監控等方面有著重要的應用價值與廣闊的應用前景。

3　基于可穿戴技術的智慧圖書館研究內容

3.1基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務體系架構

基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務研究需充分發揮“全面感知”屬性，并結合智慧圖書館3個基本要素，利用物聯網、攝像頭、RFID、可穿戴設備、傳感器等泛在網絡技術，對圖書館范圍內的建筑、環境、設備、資源、人員等各種信息進行即時識別、采集、監測與管理，并將其轉化為適合網絡傳輸的數據格式，通過網絡傳輸到圖書館的數據處理中心，并通過大數據分析技術，使人與人、物與物、人與物之間相互感知與互通互聯，實現具有“感、知、聯、控”特色功能的智慧化管理和服務。智慧圖書館建設將為各類讀者與圖書館工作人員營造一個“知你”“懂你”的智慧化管理與服務場所，形成無處不在的學習氛圍與交流空間，全面發揮圖書館文化教育主陣地職能。

圖2　基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務體系架構

基于可穿戴技術的智慧圖書館的體系架構主要包括：智能感知層、泛在網絡層、大數據分析層與智慧應用服務層，如圖2所示。智能感知層利用RFID讀寫器、可穿戴設備、傳感器等感知設備，實現對圖書館環境、資源、設備、人員的全面感知。數據處理中心針對采集的各種信息進行深度挖掘和智能分析，并通過互聯互通的網絡傳輸數據。而智慧應用服務層將充分體現基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務的全方位智能化。

3.2基本功能模塊

基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務的智慧化可分解成讀者定位感知、館藏圖書定位感知、環境預警感知、圖書館地圖導航、自動順架與盤點管理、無人值守的安防管理、文獻資源智能管理與推送共7個功能板塊。

（1）讀者定位感知

讀者定位感知是以讀者隨身攜帶的可穿戴設備為被感知對象，實現室外定位和室內定位的無縫結合。室外定位可使讀者自動獲取圖書館公告及近期活動安排等消息；室內定位則實現基于地理位置、資源狀態、服務內容等信息的智能推送。讀者定位感知功能將讀者所處地理位置與圖書館內場景緊密結合，實現場景的3D實時監控以及讀者行為的實時追蹤與服務智能推送，是智慧圖書館具有感知能力的重要體現。

（2）圖書定位感知

館藏圖書定位感知的核心技術是RFID（Radio Frequen?cy Identification）讀寫裝置。在物理層面，需要在圖書和書架上分別貼上RFID標簽，在每個書架上安裝一臺RFID讀寫設備。在邏輯層面，無縫對接本館圖書自動化管理系統，并通過3D架位導航功能將書架號、層架號等圖書位置信息呈現給讀者。換言之，利用圖書架上FRID讀寫器獲取該架上所有圖書標識信息，并上傳至數據庫服務器，當讀者檢索到相關圖書時，即可根據圖書標識得知圖書的3D物理存放位置。館藏圖書定位感知功能可實現對圖書準確無誤的跟蹤，掌握其在架變化情況、流通情況，利用網絡技術實現動態信息共享和發布。

（3）環境預警感知

智慧圖書館的特點主要體現在“智慧”二字上，通過圖書館內燈光、空調、通風、存包柜、桌椅等各種設施設備嵌入傳感器裝置，使之具有感知能力與記憶能力，圖書館的所有狀態和信息均可由讀者遠程實時查詢，包括開放狀況、人流量、存包柜、坐席是否已滿等，并實現設備資源的智慧化監控、統一管理和能耗控制。

（4）圖書館地圖導航

為精確確定讀者、圖書以及桌椅等設備的物理位置，需根據圖書館的建筑結構按層繪制圖書館平面圖。并結合本館圖書自動化管理系統之公共檢索OPAC子系統模塊，新增感知定位與3D顯示功能。對于PC終端來說，通過3D地圖可視化方式提供給讀者，讓讀者能夠體驗到精準的地圖導航服務，引導讀者快速獲取圖書物理位置以及達到該處最短路徑。而對于可穿戴設備來說，不僅能夠感知圖書和桌椅等設備位置，而且還能夠感知讀者所處地理位置，為讀者提供相應的信息推送和3D地圖導航服務。

（5）自動順架與盤點管理

圖書自動順架與盤點功能是通過RFID讀寫裝置實現圖書的自動盤點，并獲知圖書在架情況。RFID讀寫裝置在實現圖書盤點的同時，也能夠實時更新數據庫中圖書的存放位置，以實現館員業務工作智慧化管理。

（6）無人值守安防管理

無人值守安防管理主要包括自助借還機、24小時還書機、館員工作站、盤點設備、標簽轉化設備、門禁匝道等智能系統與設備，實現全館范圍內讀者自助辦理圖書借還手續、圖書續借及查詢、安全便捷24小時自助服務等，為實現無人值守模式的智慧圖書館提供可行性和技術條件。

（7）文獻資源智能管理與推送

大數據時代的來臨，致使圖書館中海量的豐富多樣的各類信息資源面臨著系統異構、描述語法不一致、元數據格式不統一、數據之間缺乏語義關聯等諸多整合困境，尤其是各類自建數據庫和以讀者為中心的非結構化數字資源，不僅要和門戶中其他資源做到統一檢索發現，而且要按照讀者的閱讀需求與行為軌跡提取并整合，即讀者既是資源的使用者，也是資源的建設者。因此，深度整合包含館內數字資源和館藏實體資源在內的所有資源，實現全站資源的元數據倉儲整合，并根據系統后臺對讀者行為數據的挖掘和分析，從而實現的資源訂閱與智能推送等服務。

4　基于可穿戴技術的智慧圖書館實現目標——五個智慧化

基于可穿戴技術的智慧圖書館建設是通過圖書館內建筑、設備、網絡、資源、館員、讀者等元素的互通互聯，形成圖書館物聯網下的資源智慧化、教學科研智慧化、環境智慧化、管理智慧化、服務智慧化。5個智慧化之間相互補充、相互依存、相互聯動、相互協調，共同形成智慧圖書館五位一體的智慧化管理與服務模式新局面。

（1）資源智慧化

深度整合圖書館數字資源和館藏實體資源，實現全站資源的元數據倉儲整合，在其基礎上實現全站檢索、資源統一分類導航、資源訂閱、資源智能推送等功能。即可穿戴設備發現讀者的信息請求或指令后，系統后臺會迅速對讀者的閱讀歷史、行為軌跡、瀏覽時長等有關數據進行深入挖掘和分析，并為讀者提供基于地理位置的資源訂閱與智能推送服務。

（2）教學科研智慧化

可穿戴設備與教學課堂的緊密結合有4方面好處：第一，可以全程拍攝和記錄上課過程，隨時將課程疑點、難點上傳至云服務器，再經過云服務器的大數據分析和處理后，及時準確地反饋給讀者所需答案。第二，可穿戴設備可隨時監測學生心率、呼吸頻率等健康指標，使老師及時掌握學生的身體狀態，以便開展體育課程訓練或應對各種突發狀況。第三，可穿戴設備通過可視化的方式對各學科教學效果進行后期評價和跟蹤，并對各科教學優劣做出客觀判斷，以達到智能評估教學成果、智能引導教學決策的成效。第四，開展學科服務時，可穿戴設備可即時接收課題相關的學術成果與動態資訊信息，方便讀者及時了解課題研究進展情況，實現助推學科服務與智慧輔助科研功能。

（3）環境智慧化

環境智慧化主要體現在圖書館建筑內燈光、空調、存包柜、攝像頭、座椅、停車位等各種設施與場景的統一監管和操控，通過在各設備上嵌入傳感器裝置的方式來實現，為讀者營造一個有感知能力的學習氛圍和智慧空間。

（4）管理智慧化

基于可穿戴技術的智慧圖書館將徹底改變圖書館管理結構和管理模式。一方面，圖書館三維場景的構建，能夠實時獲取圖書館內讀者與館區信息，實現圖書館全境動態監控；另一方面，通過RFID讀寫裝置完成圖書自動順架與盤點工作，使館員日常業務工作更自動化、規范化。同時，利用可穿戴技術與全息投影技術有效結合，促進書庫管理工作更便捷化與智慧化。

（5）服務智慧化

服務智慧化主要體現在圖書館將成為“知你”“懂你”的服務中心，一方面，可穿戴設備中能夠將圖書館實體館舍和虛擬層的圖書館空間功能信息相疊加，實現館藏與展覽的精準智能導航功能，引導讀者快速尋找館藏位置。即讀者身著Google Glass、AppleWatch等可穿戴設備經過閱覽室時，閱覽室會主動與讀者打招呼；對于讀者所需圖書，系統能夠快速定位其所在書架位置，并通過可視化方式引導讀者獲取。且外文書籍的自動翻譯、紙質圖書的3D版本呈現、實體館展覽活動的語音講解等等也是可穿戴設備特色功能。另一方面，可穿戴設備的增強現實、語音控制、環境掃面等功能，能夠為老人、兒童、殘障人士等弱勢群體提供智能服務。如美國MIT媒體實驗室的“手指閱讀器”能讓視覺障礙的讀者聽到朗讀等。

5　結語

基于可穿戴技術的智慧圖書館管理與服務研究，旨在構建科學、人性、智慧化的圖書館管理與服務模式，改變傳統意義上讀者與圖書館信息交流方式與渠道，充分發揮讀者主觀能動作用，使讀者個性化信息需求得到及時響應和智能推送，圖書館將成為一個“知你”“懂你”的智慧學習環境與空間，既能夠給予讀者更豐富更智慧的服務體驗，又能優化圖書館讀者服務工作和效率。筆者的研究將為圖書館界開啟智慧化管理與服務提供全新思路與理念，智慧教育事業將進入全新時代。

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蘆曉紅女，1985年生。碩士，館員。研究方向：圖書館信息技術、智慧圖書館。

G250.7

*本文系遼寧省教育廳科學研究一般項目“基于可穿戴技術的智慧圖書館研究”（項目編號:W 2015393）；遼寧省高等學校圖書情報工作委員會基金項目“高校智慧圖書館的智能化管理與服務研究”（項目編號：L2015017）成果之一。

（2016-07-04；責編：姚雪梅。）