高校圖書館人工智能新服務模式探索與思考*

林 曦，趙大志，李立冬

（攀枝花學院，四川 攀枝花 617000）

人工智能的時代的到來，將徹底改變人類對新技術的認知，大家也逐漸將人工智能帶來的快捷、高效和個性化服務變成了一種習慣。人工智能因對生產、服務效率的大幅改進，觸及經(jīng)濟、政治、教育等人類生活的方方面面，對人類部分勞動的替代，將引發(fā)大家生產、生活和學習方式的根本變革。高校圖書館作為高校文化信息建設的排頭兵，近年來也借助于人工智能技術完成了多項智能化升級改造，取得了較好的效果。一些高校圖書館通過智能書架掃描系統(tǒng)來完成館藏的智能管理，通過人臉識別技術開展圖書的智能借閱，使用智能機器人完成讀者的咨詢，進而通過人工智能為讀者收集資料、構建具有個性化、動態(tài)的、甚至是可交互的知識庫等智慧化舉措［1］，使讀者體會到圖書館服務工作的與時俱進，同時，使讀者更加方便、高效使用圖書館的文獻資源。

1 研究現(xiàn)狀

時代的變遷和新技術的迭代推動著圖書館事業(yè)不斷向前邁進。隨著人工智能技術的日趨成熟和在高校圖書館的應用，圖書館的多項業(yè)務都發(fā)生了智能化轉變，智慧圖書館建設和研究也成為當前圖書館界最炙手可熱的方向。在眾多的研究機構中，重慶大學圖書館不論是在研究的系統(tǒng)性，還是在取得的成果方面都走在了圖書館的前列。2013 年，重慶大學圖書館楊新涯團隊成功申報了國家社科基金項目“智慧圖書館理論與系統(tǒng)實踐研究”(項目編號:13XTQ009)，為智慧圖書館建設插上了騰飛的翅膀，2016 年12 月16 日，隨著重慶大學圖書館智慧門戶的正式上線，智慧圖書館宏偉藍圖逐步被變?yōu)楝F(xiàn)實［2］，在其智慧化建設進程中也產生了大量的研究成果。魏群義［3］以重慶大學圖書館為例，提出智慧圖書館APP 的系統(tǒng)架構和實踐應用。張潔、袁輝［4］提出通過智慧圖書館系統(tǒng)完成對各類資源的整合和發(fā)現(xiàn)，豐富學科服務的內容和樣式，取得明顯效果。袁輝［5］提出高校圖書館結合用戶行為數(shù)據(jù)，以課程為中心的智慧推薦服務模式，可更好地融入高校教學和科研的生態(tài)系統(tǒng)。羅麗［6］從智慧圖書館理論與實踐兩個方面，整合了九所著名高校圖書館的專題數(shù)據(jù)，提出近階段智慧圖書館的發(fā)展策略。趙發(fā)珍［7］結合重慶大學智慧圖書館系統(tǒng)的實踐經(jīng)驗，提出構建閱讀推廣新模式的架構。此外，天津大學教育學院的董同強［8］還提出高校圖書館可通過建設與用戶之間“一站式”的溝通、互動的智能平臺，搭建教學和科研的智慧化學科服務空間來實現(xiàn)圖書館智慧化的解決方案。各位專家、學者都結合當前高校智慧圖書館的發(fā)展現(xiàn)狀，在宏觀層面搭建起智慧圖書館的整體構架，為圖書館智慧化發(fā)展指明了方向，但各高校圖書館的實際情況千差萬別，怎樣讓人工智能結合到本館實際而發(fā)揮更大的作用，值得我們每個圖書館深入探究。

2 人工智能發(fā)展歷程

1956 年，歷史上第一次以人工智能為題的研討會在美國達特茅斯學院（Dartmouth College）召開，在會上，麥卡錫教授首次提出“人工智能（Artificial Intelligence）”的概念，標志著人工智能的誕生［9］，也拉開了人工智能（簡稱AI）快速發(fā)展的序幕。隨后的這六十多年，伴隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等技術的介入，人類社會出現(xiàn)了三次人工智能發(fā)展熱潮（見圖1），人工智能技術也隨之得到了快速的發(fā)展。特別是在2016 年以后，在各國政府的高度重視和大力支持下，人工智能更是邁進了高速發(fā)展的快車道，2016年1月，日本政府頒布了《超智能社會5.0 戰(zhàn)略》［10］,2016 年10月，美國政府頒布了《國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略計劃》［11］,2019 年6 月，其又頒布了新版《國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略計劃》［12］, 2016年10月，英國政府發(fā)布了《英國人工智能的未來監(jiān)管措施與目標概述》［13］,2017 年7 月，中國政府頒布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》［14］。這一系列國家戰(zhàn)略規(guī)劃的密集頒布與實施，為人工智能的發(fā)展注入了強大的驅動力，世界各國都意識到了爭奪AI 領域的制高點和國際話語權的重要性［15］。可以預見，人工智能未來必將上升為國家戰(zhàn)略重點，對今后高校圖書館智慧化建設也將產生深遠的影響。

圖1 人工智能的三次發(fā)展熱潮

3 高校圖書館服務轉型需要人工智能的介入

目前，我國大多數(shù)高校圖書館對讀者的服務還存在服務水平不高、服務方式單一、服務定位不精準、個性化服務效果不理想、服務創(chuàng)新能力不足等問題。高校圖書館可借助于人工智能技術集成虛擬資源的服務體系，融合用戶使用資源的信息，充分挖掘文獻數(shù)據(jù)和知識發(fā)現(xiàn)，完成以用戶為中心的知識析取，構建以廣袤的文獻信息資源聚合為基礎，以師生的實際需求為導向，以智慧化云服務為核心，以課程學習的立體化、精細化、智能化和自主化為主線的開放式智慧知識服務（見圖2），從而推動高校圖書館服務內容上由單一的文獻服務向智慧知識服務的轉變，服務方式由人工和網(wǎng)絡服務向有人工智能和AR 技術參與的知識管理服務轉變，幫助讀者構建自己的知識體系，使圖書館服務更具個性化、專題化和智能化，這時的人工智能系統(tǒng)將不再單單基于圖書館的文獻資源，而是將各種信息資源體系融入用戶的使用全過程，將現(xiàn)有文獻信息有效融入讀者的實際需求之中。這將是解決問題，化解讀者與圖書館之間矛盾的有效途徑。

圖2 高校圖書館智慧化知識服務示意圖

4 高校圖書館智慧服務新模式

隨著人工智能技術的日趨成熟，使用成本的逐步降低，眾多行業(yè)紛紛通過引入了先進的人工智能技術，分得了科技進步帶來的巨大“紅利”。高校圖書館作為文獻信息中心，像清華大學、重慶大學、上海交通大學等圖書館已開展了的積極探索和嘗試，將人工智能嵌入圖書館的多個模塊之中，取得了較好效果。大家應充分借鑒他們的成功經(jīng)驗并結合本校讀者的實際需求，建設適合本館實際情況的智慧圖書館，讓服務更智能，資源更貼合，讀者使用更便捷。

4.1 資源智慧化建設

文獻資源建設是圖書館的基礎工作，資源建設水平將直接影響圖書館服務層次的高低，對于高校圖書館而言，因每年發(fā)行的期刊和報紙變化不大，智慧化采訪工作的重點和難點主要集中在圖書和電子資源數(shù)據(jù)庫的采購上。

4.1.1 圖書采購

我國每年出版發(fā)行的新書多達40 余萬種，若再加上近幾年出版和國外出版的圖書，可供圖書館選擇的圖書數(shù)量將十分龐大，高校圖書館要想用有限的購書經(jīng)費在海量的圖書中選購到最適合本館館藏的圖書并非易事。人工智能采訪系統(tǒng)可還好地解決這一難題（見圖3），其可整合全國各大書城、電商的圖書銷售信息，并對各類銷量排行榜、好書榜圖書和各學科領域的專家、學者或高校教參系統(tǒng)推薦的圖書進行主動抓取和數(shù)據(jù)分析，再結合本校師生薦購圖書情況，篩選掉不適合大學生閱讀的圖書后在智能采訪系統(tǒng)中生成薦購書目及查重，再經(jīng)圖書館采訪人員二次審核后完成訂購工作。這些讀者認可度高的圖書入藏高校圖書館，不僅有助于讀者對圖書館的認可，也有利于提高館藏圖書的利用率。

圖3 圖書館智能采訪圖書流程圖

4.1.2 電子資源數(shù)據(jù)庫采購

電子資源數(shù)據(jù)庫具有種類繁多、文獻量大、使用便捷和功能強大等特點，從近年來各高校圖書館電子資源數(shù)據(jù)庫在文獻資源中的購置比重不斷加大和數(shù)據(jù)庫的訪問量、下載量逐年遞增等情況不難看出，讀者的閱讀習慣和獲取資源的方式都在發(fā)生較大的變化，電子資源數(shù)據(jù)庫將扮演越來越重要的角色。相關行業(yè)的商家也嗅到了這一變化帶來的巨大商機，紛紛投入大量的人力、物力、財力加入研發(fā)電子資源數(shù)據(jù)庫的隊伍中來，就出現(xiàn)了可供圖書館選擇的電子資源數(shù)據(jù)庫種類繁多、各具特色而又魚龍混雜的現(xiàn)狀，高校圖書館要想買到最適合本校教學和科研的數(shù)據(jù)庫也不是一件容易的事。人工智能采購系統(tǒng)能借助大數(shù)據(jù)對相關的電子資源數(shù)據(jù)庫進行有效的分析和評估，再結合同類高校采購數(shù)據(jù)庫情況和本校師生對數(shù)據(jù)庫的試用評價進行綜合測評和推薦，幫助圖書館選出最適合本校師生使用的電子資源數(shù)據(jù)庫。

4.2 圖書館事業(yè)管理

4.2.1 智能檢索

隨著信息技術的快速發(fā)展，人們獲取資源的渠道變得更寬，圖書館可呈現(xiàn)給讀者的文獻資源量變得十分龐大，讀者要想在海量信息中檢索到符合自己需求的資源，變成了關鍵。各高校在課程設計時都不同程度地開設了“文獻檢索課”就是最好的佐證。傳統(tǒng)的文獻檢索系統(tǒng)對讀者輸入關鍵詞的準確度要求較高，對于那種問題較模糊、知識范圍不清晰、難以用準確的語句來表述的“弱信息”，檢索系統(tǒng)就無法準確呈現(xiàn)出符合讀者預期的內容。人工智能技術能很好地化解了這一難題，其可根據(jù)讀者的檢索行為，借助語義分析技術、關聯(lián)信息挖掘、知識圖譜以及機器學習等技術，實現(xiàn)從知識內涵的角度解讀用戶的檢索目的［16］，并通過深度學習和神經(jīng)網(wǎng)絡算法來推測讀者的檢索意圖，進而將符合讀者需求的資源進行智能篩選后呈現(xiàn)給讀者，簡化檢索過程，縮小二次檢索范圍，實現(xiàn)檢索目標的快速定位［17］。高校圖書館可通過人工智能檢索系統(tǒng)，將檢索變得就像百度導航一樣，既能提供快速、準確、詳實的服務，也能給用戶提供多種個性化選擇，這樣才會使檢索更加貼近讀者的實際需求。

4.2.2 智能關聯(lián)和推送

知識關聯(lián)是指知識單元之間存在的知識序化的聯(lián)系, 透過知識特征項之間直接或間接的聯(lián)系發(fā)掘其顯性或隱性的知識,從而揭示知識之間內在聯(lián)系的過程［18］。隨著高校教學改革的不斷深化，慕課、微課、翻轉課堂、探究式學習等教學新模式逐漸被師生所認可，在高等教育階段，學校更加注重學生自主學習能力的培養(yǎng)，怎樣讓學生去發(fā)現(xiàn)未知的知識，找到知識之間內在的關聯(lián)，是學習的精髓所在，也是學習的難點之一。高校圖書館一直以來都是學生自主學習的重要場所，不少的高校圖書館甚至常出現(xiàn)一座難求的現(xiàn)象。學生在圖書館不僅可以查閱資料、自習或研討，還可以借助人工智能系統(tǒng)關聯(lián)到各知識點的名師授課視頻、參考圖書、仿真實驗、應用軟件、測試題等資源，學生能根據(jù)自己的實際情況和學習興趣自主選擇學習的深度和廣度。

近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展讓我們進入信息爆炸時代，再加上物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，呈現(xiàn)在人們面前的信息資源將變得越來越龐大，智能推送承擔著越來越重要的角色。在新聞媒體行業(yè)，智能推送已發(fā)揮了很重要的作用，類似今日頭條、一點資訊這樣的平臺均使用機器學習來把握用戶喜好，然后將其感興趣的內容智能篩選后推送給用戶，正在成為新聞傳播與推廣的新模式。高校圖書館要解決信息爆炸時代給讀者帶來的困境，精準地給學生推送符合現(xiàn)階段學習的文獻資源，也將在人工智能的幫助下得到破解。比如，圖書館人工智能系統(tǒng)可根據(jù)學生的英語水平和前段時間選擇英文讀物的層次進行基本判斷，推送給讀者閱讀的英文讀物就會按其英語水平的高低進行智能分析后推送，讓每位讀者都能更快找到適合自己閱讀的讀物。此外，智能平臺上還可以搭載各種形式的應用，準確地為不同師生群體提供差異化知識推送服務。

4.3 用戶精準服務

4.3.1 智能機器人

人工智能機器人技術的日趨成熟，對教育行業(yè)也產生了巨大的影響。以美國佐治亞理工大學為例，該大學的阿肖克·戈埃爾(Ashok Goel)教授每學期都會開設一門“ 基于知識的人工智能（KBAI）”的計算機碩士研究生必修在線課程。每個學期有30 多名學生學習這門課程，在和課程相關的論壇上，會產生近1萬條實時信息，這讓戈埃爾和他的團隊有些疲于應付，為解決這個問題，戈埃爾團隊研發(fā)了機器人助教吉爾·沃森(Jill Watson)。他們在論壇上搜集了所有學生提出的跟該課程有關的問題，讓機器人助教進行學習，經(jīng)過幾輪訓練后，使其正式和學生進行交流，解答學生提出的問題，正確率居然高達到97%。后來，直到戈埃爾團隊公布了沃森的真實身份，學生才發(fā)現(xiàn)之前和自己交流的老師竟然是AI機器人［19］。清華大學圖書館的“小圖”、電子科技大學等圖書館的“萬方創(chuàng)新助手”這類的智能機器人“館員”已經(jīng)正式上崗，其能完成對讀者的接待、咨詢和引領等服務，將工作人員從煩瑣復雜的基礎工作中解放出來。在未來，越來越多的智能機器人將會進入教育和圖書館領域，在高校圖書館“上崗”的智能機器人將在大數(shù)據(jù)和人工智能技術的幫助下，變得更加智慧，其能準確判斷出每個讀者的服務需求、閱讀偏好和檢索目的等內容，能及時、準確地為讀者提供各種信息資源服務。

4.3.2 智能專家顧問

目前，人工智能通過對大數(shù)據(jù)的積累和深度學習，認知能力將達到與人類專家顧問水平相當?shù)某潭取Ｔ诮逃⑨t(yī)療、金融投資等領域中，人工智能都有逐步取代人類專家顧問的趨勢。2018年5月，蘇格蘭皇家銀行就宣布五百名理財師的工作將被人工智能理財顧問所取代，經(jīng)過一段時間的運行狀況良好，并得到客戶充分的認可。銀行預言：在未來2-5年，人工智能有望超越人類專家顧問的水平［20］。處在工智能時代的高校圖書館，若依然沿用傳統(tǒng)的被動服務體系已無法滿足新時代師生日趨復雜的信息服務需求，只有智能整合各種資源信息，發(fā)揮圖書館學科服務平臺的優(yōu)勢，扮演起全學科專家顧問的角色，使學科服務廣度與深度都取得長足的進步，才能得到師生的廣泛認可。

4.3.3 個性化知識服務

高校圖書館可通過人工智能充分整合云計算、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡爬蟲、數(shù)據(jù)分析等技術，可以對各種知識資源進行精細化的收集和整理，同時經(jīng)過有效的驗證，再根據(jù)讀者的不同需求構建起個性化知識庫，從而可以為讀者節(jié)約大量檢索、收集和驗證知識的時間，使讀者能更快捷地收集到需要的知識。

5 前景展望

科技不斷發(fā)展和更新迭代都會推動社會的進步，人工智能的未來已來，高校圖書館自然不會獨善其中，其也會跟隨社會前行的步伐向前發(fā)展，這些新科技的運用都會使圖書館變得更加智慧和貼近讀者的需求。

5.1 5G助力圖書館人工智能深層次運用

如果說4G 改變了人們生活，那么5G 將改變我們整個社會。5G 低延時、高速度、大連接的優(yōu)勢將助推人工智能與圖書館深度融合。在5G 網(wǎng)絡環(huán)境下，延時和大量終端接入能力將得到根本解決，人工智能的精準性、安全性和智能化都將得到極大提高，這些優(yōu)勢將進一步助推人工智能與圖書館深度融合，圖書館在遠程控制、智能識別、無人傳遞、虛擬現(xiàn)實和超高清直播等方面都將取得更加明顯的進步，高校圖書館信息傳播的核心資源將進一步從內容和渠道轉變?yōu)閿?shù)據(jù)，且通過人工智能系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能轉化和對用戶的智能傳輸［21］，這都會給讀者帶來更佳的體驗效果，從而加深大家對智慧圖書館的依賴。同時，在5G網(wǎng)絡環(huán)境下，智能機器人的反應能力、學習能力、理解能力都得到加強，并變得更加“智慧”。

5.2 深度學習使人工智能更加智慧

深度學習是指通過大量數(shù)據(jù)對多層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練而實施機器學習的方法。類似于生物神經(jīng)大腦的工作機理，每一層神經(jīng)網(wǎng)絡會把輸入的矩陣數(shù)據(jù)通過非線性激活方法取其權重，產生一個新數(shù)據(jù)集合后輸出到下一層，通過多層組織鏈接一起就形成神經(jīng)網(wǎng)絡“大腦”，即可完成對復雜的數(shù)據(jù)的精準處理。簡而言之，深度學習就是機器在模擬人類思考問題的方法，通過生物神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)進行自主學習［22］，是使其變得更智能的根本途徑。2017 年10 月，Google 旗下人工智能公司DeepMind 在《Nature》期刊上發(fā)表論文，宣布該公司新版的AlphaGo Zero 只在了解比賽規(guī)則的條件下，沒有任何人類干預，通過三天時間的自學圍棋，便以100比0的絕對優(yōu)勢擊敗了上一代曾擊敗過李世石、柯潔等多個圍棋世界冠軍的AlphaGo［23］。這個結果對人工智能來說意義重大，標志著機器學習讓已經(jīng)做到“震驚世界”的AlphaGo，還將有著無限的成長空間。隨著深度學習的日臻完美，高校圖書館各項智慧化服務也將變得更加成熟和完美，將更能滿足廣大讀者對知識的個性化需求。

5.3 充分利用高速發(fā)展的計算機技術

由于在基于人工智能的信息服務需要處理海量數(shù)據(jù)，信息計算呈幾何級數(shù)增長，現(xiàn)行的圖書館信息服務系統(tǒng)計算能力已經(jīng)遠遠不能滿足日益增長的信息處理需要，為了提高運算能力、快速響應用戶需求，未來圖書館信息處理可借助于大型科研機構或自身硬件升級來完成。

5.3.1 借力超算中心

目前，在我國超級計算創(chuàng)新聯(lián)盟的45 家成員單位中包含清華大學、北京大學、中國科學技術大學等13所高校。這些超算中心為高校完成高水平的科研打下了堅實的基礎，以中國科學技術大學超算中心為例，自2002年該超算中心成立以來，共助力用戶發(fā)表高水平學術論文1461 篇，其中在《Science》（科學）、《Nature》（自然）、《Physical Review Letters》（物理評論快報）等國外頂級期刊上發(fā)文76篇，成果卓著［24］。今后，智慧圖書館中的人工智能將完成由“弱”到“強”、由“強”到“超”的蛻變，這將使計算量變得十分龐大，需要充分發(fā)揮高校超算中心的計算優(yōu)勢，與其開展深度合作，使智慧圖書館的“大腦”變得更聰明，服務變得更極致。

5.3.2 量子計算在圖書館的運用

隨著人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)計算量將超出了普通計算機處理器的承載上限，其面對越來越復雜的計算和建模往往顯得力不從心，這很大程度上限制了人工智能在圖書館的發(fā)展，而量子計算機的出現(xiàn)則很好地彌補了普通計算機的這種缺陷，其借助粒子的量子態(tài)存儲數(shù)據(jù)，借助量子算法對數(shù)據(jù)進行操控，借助量子邏輯來完成通用計算，擁有強大并行計算能力，能夠大幅提升計算機的計算速度。2019 年1 月，在美國拉斯維加斯舉辦的國際消費類電子產品展覽會（International Consumer Electronics Show，簡稱CES）上，IBM 公司宣布推出世界上第一臺商用量子計算機——“IBM Q System OneIBM”［25］，推動了量子計算技術進入商用領域的實質性進程。圖書館作為信息文獻中心，較多的新技術、新設備都會在圖書館率先使用，今后，當“使機器人能夠像人一樣獨立思考”的量子計算機被高校圖書館廣泛應用時，圖書館的智慧化服務水平將得到質的飛躍。

6 結語

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、腦科學等新技術的日趨成熟，人工智能迎來了嶄新的時代，這將對人類社會和生活的各個方面都帶來深遠的影響，也為智慧圖書館的建設和發(fā)展孕育了新動能。沒有人可以預知，未來的AI 還會出現(xiàn)哪些形態(tài)，但不可否認，當高校圖書館搭上人工智能的“技術高鐵”時，過去的一切正在被重構，未來的世界正在加速形成。