人工智能技術在圖書館的應用及展望

金 煦

（安徽師范大學，安徽 蕪湖 241002）

大數據時代背景下，隨著用戶信息需求行為的變化，圖書館的服務理念、服務模式、服務功能都發生了很大的變化。如何盡快地適應這種變化，根據用戶的需求開展精準化、智慧化的服務，利用先進的人工智能技術至關重要。

一、人工智能的定義及應用技術

（一）人工智能的定義

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學、心理學、語言學等多種學科緊密結合、相互滲透而發展起來的交叉學科。研究目標是利用計算機模仿人腦所從事的學習、思考、推理等行為，幫助解決需要人類智能才能完成的復雜工作。正如美國斯坦福大學人工智能研究中心尼爾遜（Nelson）教授所表述的，“人工智能是關于知識的學科”。從實用的觀點看，人工智能以知識為對象，主要研究知識的獲取、知識的表示方法和知識的使用。

（二）人工智能相關應用技術

人工智能技術應用主要有虛擬現實技術、人工神經網絡技術和專家系統。虛擬現實技術是利用計算機生成一個逼真的三維虛擬環境，并通過頭盔顯示器、圖形眼鏡、數據服等傳感裝置，將操作者與虛擬環境連接相互作用的新技術。人工神經網絡技術是一種模范動物神經網絡行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數學模型，具有自學習和自適應的能力，可以通過“訓練”學會識別模式和模糊邏輯。專家系統是根據某一領域專家提供的知識、經驗和技術所建立的解決問題、判斷決策的智能計算機程序系統[1]。

二、人工智能在圖書館中的應用現狀

（一）專家系統在信息組織中的應用

信息組織是信息管理活動的基本環節，它依據一定的科學規則、方法和技術，對文獻信息和網絡信息進行序化或整序，從而保證用戶對信息的有效獲取和利用。利用人工智能技術中的專家系統模擬圖書資料的分類原則，并將專家思維方式注入其中，應用聯想詞、禁用詞、同義詞詞典和關系知識庫等處理技術，建立言語理解系統、知識理解系統、知識系統和控制子系統，可以實現信息組織分類標引自動化[2]。如中國地質資料分類專家系統，遵循圖書資料分類原則，采用正向推理方式，運用產生式表示法、分級知識庫，極大地提升了中文地質資料分類效率及準確度[3]。同樣，基于AI設計并更為個性化的是由一位劍橋大學博士生創立的Sparrho。它通過分析理解用戶需求，能達到每小時分類45，000份文獻，并根據用戶需求，將與用戶最相關的領域動向選擇性推送給用戶，在傳統的搜索功能上Sparrho還加入了保存分享的功能，同一個科研團體可以利用這個平臺同步知識閱讀[4]。

（二）信息挖掘技術在檢索及書目推薦中的應用

信息檢索通過對元數據的揭示將知識與用戶的特定問題進行關聯，實現相關信息的檢索。當前信息檢索中的人工智能技術主要有用于信息挖掘的web爬蟲技術、用于信息集成的介體技術、用于明確信息語義，便于機器可讀進行智能信息訪問的本體技術，以及用于文檔聚類和預處理的神經網絡。信息搜尋者制定一個查詢表達式表達自己的信息需求，系統將其查詢表達式與文檔進行比較。文檔和查詢的表示形式通常由相似度函數（例如余弦或Dice系數）進行匹配，向用戶提供最相似的文檔，用戶可以評估其與他們問題有關的相關性[5]。在圖書館工作中，應用的比較成熟的文獻檢索系統有NIPX、CODER、PLEXUS、GRANT等，這些分別是CA專家系統、文獻專家檢索系統、專家咨詢系統、研究基金咨詢系統。同時，運用關聯規則和挖掘技術快速收集讀者的個人信息、借閱行為，分析讀者的閱讀愛好與閱讀需求，可以幫助讀者找出同類群中最感興趣的文獻資料，并主動推送給讀者，開展個性化、人性化的知識服務。

（三）智能機器人在圖書典藏管理和參考咨詢中的應用

智能機器人技術通常被描述為AI子領域，涉及運動和感知任務。機器人是一種機械設備，可以使用人工智能技術直接通過人工控制或預定程序來執行自動化任務。機器人的投入使用可以改善和提高圖書館員的工作效率。臺灣圖書館于2015年引進了專業自動圖書掃描機器人ScanRobot，透過圖書館建立的文獻典藏數字化合作計劃，ScanRobot機器人可以自動翻頁并掃描授權的圖書，圖書館可將數字化的成果公開于資料庫平臺，免費開放給全球的讀者閱覽使用，這樣的做法提升了圖書文獻的能見度。

新加坡A*STAR資訊通信研究院設計的Au-RoSS機器人可以在圖書館閉館后進行讀架工作，機器人用鐳射掃描書架，邊掃描邊記錄書架上缺失的書籍以及錯架的書籍清單，讓圖書館員可以在第二天根據這份清單有針對性地整理有問題區域[3]。天津大學智算學部科研團隊研發的“智圖”機器人，通過安裝在機器人內部的RFID閱讀器對書架上的圖書進行自動掃描并讀取標簽信息，完成圖書定位，通過計算機視覺和人工智能技術對書脊上的文字進行識別，并對射頻圖書定位結果進行局部糾錯，實現了圖書盤點操作的自動化、智能化[6]。南京大學圖書館研發使用的智能盤點機器人現在已經發展到了第4代，定位粒度達到了厘米級別，定位精準度達到了98%。2019年12月正式對外開放的蘇州第二圖書館，引入大型智能化立體書庫系統，是國內首個大型智能化書庫，充分運用人工智能技術，館藏圖書借還全程自動化存取，實現了館藏儲存高密度和圖書利用高效率[7]。

參考咨詢服務是圖書館為讀者在查找和利用文獻信息的過程中提供幫助的活動，是圖書館服務的重要組成部分。人工智能機器人的出現與應用，改變了傳統的圖書館咨詢服務方式。如對一些常見的讀者咨詢問題，智能機器人可以根據預先設定好的答案為讀者解答。既節省了圖書館人力資源，又給到館讀者留下了深刻印象，增強了圖書館的吸引力。在一些較大的圖書館，由于不同的樓層功能定位不同，藏書范圍不同，到館讀者往往需要花費一定的時間才能找到自己所要前往的區位。定點咨詢服務機器人就會是很好的幫助，圖書館可在各樓層的服務臺或檢索機的旁邊，設置機器人提供服務。目前，國內圖書館咨詢機器服務人的應用已有許多，如上海圖書館的“圖小靈”、清華大學的“小圖”、南京大學圖書館的“圖寶”，成都理工大學的“成小理”等。

三、人工智能在圖書館應用過程中存在的不足

（一）用戶隱私保護制度尚不完善

安全和隱私是日常管理重要問題，在處理用戶信息等敏感信息時。如果沒有合適的安全模板，保存在計算機的數據可能會受到病毒、盜竊以及其他形式的欺詐和身份盜用的攻擊。此外，由于服務是通過互聯網傳輸的，因此無法識別服務器和軟件的重新分配，也無法進行安全審計。如果備份不足和系統故障，還存在數據丟失的風險。在人工智能依靠大量的數據資料進行運算、預測及決定的過程中也有可能泄漏個人隱私，一旦相關資料被有心人士掌握，有可能會危害個人權益和名譽，所以在人工智能的應用過程中也必須經過仔細的設計和測試，要確保讀者個人隱私免于被侵犯。

（二）缺少智能技術創新經驗

將先進的人工智能技術運用到圖書館，除了購置必需的設施和設備，還要在研究和管理上投入相應的人員及資金。目前，國內圖書館在人工智能技術運用上依舊處于學習和探索階段，在新技術的利用與掌握能力上還存在一定的不足。加上現階段人工智能技術在圖書館中的使用缺乏統一的標準，大多數圖書館還無法系統有效地將新技術落實到圖書館的日常管理與服務之中。新技術的運用雖然產生了一定的社會效益，但大部分在技術創新上也有明顯的差距，很難在已有技術和設備的基礎上根據自身經驗不斷推陳出新，這導致人工智能技術在圖書館的應用距離理想的狀態存在著一定的差距。

（三）專業人才隊伍匱乏

根據目前我國圖書館人工智能技術應用情況可以看到，人工智能技術在圖書館的應用，現階段主要由圖書館與高科技公司或高等院校相關科研院所合作研發。智能機器在圖書館的研究與開發也需要更多的專業科技人才。但圖書館缺乏引進優秀技術人才的優勢，很難引進更難留住人工智能專業技術人才。另一方面，由于缺乏廣闊的視野和創造性思維，大多數圖書館對人工智能技術在圖書館未來的應用與發展前景不甚明晰，只是被動地接受與使用，并且無法根據實際需要選擇相應的科學技術和智能工具。

四、人工智能技術在圖書館領域發展路徑

（一）強化用戶隱私保護機制

人工智能技術通過收集數據發揮作用，隨著它的進一步發展，它需要積累更多種類的信息和數據。雖然這對于人工智能系統的完美運行至關重要，但存儲在數據庫中的大量信息也可能帶來安全漏洞的風險。這就要求圖書館在保證人工智能技術的正常運行的同時要加強對用戶隱私的保護。一是要在技術上予以保障，提供安全的技術環境。圖書館應提供可靠的、安全、高速的通信網絡，及時安裝、更新和維護系統。除了對傳統資源數字化的硬件的支持，還應提供網絡安全軟件。圖書館在收集和整合信息資源時需要采用有效的數據加密方法，這樣就可以保證數據始終處于高度保密狀態，保證信息的安全，從而實現信息資源的最大價值。二是，圖書館及有關部門要制定專門的管理制度。圖書館應根據《個人信息保護法》來制定相關規章制度，明確需要保護的讀者隱私事項和范圍。在向第三方或其他圖書館提供讀者個人信息時，應事先得到讀者授權方可對其信息進行傳播利用。三是培養和加強用戶的個人信息安全意識。圖書館可通過線上與線下相結合的方式來培養讀者個人信息保護意識，線上可利用微信公眾號平臺和官方網站推送與信息安全有關的宣傳內容，線下可定期開展相關講座來加強讀者隱私保護意識。

（二）建設具有創新思維的智能圖書館

隨著人工智能時代的到來，人們獲取信息的途徑越來越廣泛，對圖書館提供的信息服務提出了更高的要求，希望得到更好的知識服務。而圖書館為了彰顯其社會作用，不被時代發展的潮流淘汰，就必須充分把握新科學研究的進展，創新思維。一方面要提升知識服務能力，就高校圖書館而言，可運用人工智能技術，聯合各學科知識團隊開展智慧化學科服務平臺的搭建，整合多元化的理論知識，形成更加科學的學科知識體系。朝著創新思維的智能化方向發展，提升知識服務能力。對于公共圖書館而言，亦可根據自身需求結合人工智能所具備的機器學習技術，建立知識發現系統，創新服務模式，有效地將人工智能技術與圖書館服務相結合，拓寬人工智能技術在圖書館的應用范圍，實現圖書館服務的創新，讓讀者感受到更便利的知識服務。另一方面，要積極培育館員創新思維，在使用智能技術提供服務的同時，圖書館員需要不斷提高信息素養。具體地，圖書館應積極鼓勵及組織館員參加新型技術課程的學習，不斷培養館員的創新能力和創新思維，在學習中牢固掌握新技術使用方法和技巧，不斷積累經驗，強化自身的服務水平。

（三）培養掌握人工智能技術的服務團隊

人工智能為我們提供了一套功能強大的工具，尤其是當它們與常規工具和其他創新計算工具結合使用時。但是，掌握這些工具并熟練地使用它們來構建真正重要的智能系統并非易事。人工智能技術應用于圖書館，在為圖書館的管理與服務提供更多便利的同時，也對圖書館管理人員提出了更高的要求。一方面修煉內功。圖書館可通過自己培養的方式，制定相應的人才培訓計劃，讓更多的圖書館工作人員學習和了解一定的人工智能技術知識，掌握各種智能設施的操作技巧與方法。通過提高圖書館工作人員的創造力，滿足用戶不斷增長的新需求，提高利用人工智能技術開展服務的水平，培養一支掌握人工智能技術的服務團隊。另一方面加強合作，圖書館應根據自身情況，加強與社會企業和行業協會的合作，多方籌集資金，增強對圖書館應用人工智能技術的實際投資。此外，還應充分整合各種創新資源，與高新企業一起建設相應的科技孵化平臺，采用“項目制”的方式研發相應的軟硬件，讓最新的人工智能技術“落地”圖書館，增強圖書館科技創新能力，讓圖書館創造更多的社會價值和服務價值。

五、總結

隨著人工智能時代的到來，圖書館要充分把握新科學研究的進展，不斷創新思想，在認識到人工智能給圖書館帶來發展“紅利”的同時，也充分認識到人工智能技術存在的局限性，為人工智能技術在圖書館的應用建立切合實際的目標，并制定適當的系統開發策略，促進圖書館這一有機體的生長與發展。