智能技術在智慧圖書館中的應用探究

顧彥 鄭福君

（西安理工大學圖書館 陜西西安 710054）

美國學者蘭瑟斯經過控制系統(tǒng)的實踐研究，從理念體系上將智能技術概括為以人類智慧為驅動對生產力關系能產生根本改變、具有創(chuàng)造性的人工技術體系。英國帝國理工學院羅蘭教授從狹義角度將智能技術定義為以信息硬件設備為基礎，具有感知、分析、處理、計算、邏輯能力的人工性技術，例如，以大量計算機服務器為基礎的云存儲技術、以海量信息數(shù)據為驅動的大數(shù)據技術、以智能硬件設備為載體的物聯(lián)網技術都屬于智能技術。智能技術業(yè)已成為推動我國產業(yè)服務轉型升級、提高人民生活水平的主要途徑，利用自身專業(yè)特點，參與到智能技術的融合應用中勢在必行。

1 智能技術在圖書館建筑方面的應用

嚴棟認為智能圖書館的定義是“智能圖書館=圖書館+物聯(lián)網+云計算+智慧化設備”，它通過物聯(lián)網來實現(xiàn)智能化的服務和管理［1］。現(xiàn)代信息通信技術的發(fā)展促成了建筑智能化的提升。系統(tǒng)集成、綜合布線、設備自動化等現(xiàn)代技術的廣泛應用使“智能建筑”功能得以實現(xiàn)。圖書館建設利用智能技術，有利于圖書館功能的發(fā)揮，將向著“智慧圖書館”轉型和發(fā)展。

圖書館建筑是人類知識的殿堂，圖書館匯集了人類文明的各項成果，是一個人得以發(fā)展的智慧源泉。智能圖書館建筑要具有人文性、包容性、生態(tài)性、智能性的特性，在功能需求設計上能有效適應以用戶為中心的多樣化功能空間布設，在建筑設計上能展現(xiàn)歷史傳承和文化特色。智能建筑設計軟件已經能夠將區(qū)域建筑特點納入圖書館建筑設計中作為素材。圖書館建筑空間智能化主要是圖書館空間設施物聯(lián)化和建筑系統(tǒng)智能化兩個方面。

（1）空間設施，物聯(lián)智能化。智慧圖書館的空間設施借助物聯(lián)網技術，將圖書館各類物質信息資源（如設備、環(huán)境、文獻、家具等）進行數(shù)據化處理，加以定位、收集和分析挖掘，從而使建筑設施、信息資源和服務設備的物聯(lián)更加智能化。

（2）建筑管理系統(tǒng)智能化。智能化建筑系統(tǒng)包括照明、風暖、安防、消防、通信、倉儲等智能系統(tǒng)，通過設立集中的運行機房和監(jiān)測控制室，實現(xiàn)對圖書館的一應設施、設備及物品的調度啟用監(jiān)管，為用戶提供一個溫馨、和諧的感知環(huán)境。

2 智能技術在圖書館管理方面的應用

2.1 在用戶管理方面的應用

用戶管理主要是對用戶進出館的門禁系統(tǒng)的放行、座位預約、專題研討間等的管理。門禁系統(tǒng)屬于智能樓宇管理部分，通過感應（RF）技術、人臉識別技術，實現(xiàn)了身份識別、出入口安全、進館實時統(tǒng)計，而且具有聯(lián)網巡更、考勤功能。座位預約采用手機智能APP和網端預約，提高了座位利用率，方便用戶對研討室、閱覽空間、共享空間的選擇性需求。

2.2 在文獻資料管理方面的應用

文獻資料管理采用先進的機器人書庫管理系統(tǒng)，結合無線射頻識別RFID（Radio Frequency Identification）技術，利用智能機器人，達到對文獻資料隨機定位的提取和存放；利用活動式機器人裝載RFID閱讀器可進行高精度的書架掃描和察看，對掃描數(shù)據形成報告，對豐富的館藏紙質資源達到數(shù)據可視化的管理。人工智能機器人Hugh集合了圖書館書目搜索信息和RFID定位，能夠快速引導管理人員或用戶到確定的圖書架位。自動庫存系統(tǒng)和架位掃描系統(tǒng)極大地優(yōu)化了庫存空間，同時也減輕了人員勞動，改善了文獻資料的出入庫效力［2］。

2.3 在資產管理方面的應用

資產管理隨著智慧圖書館的建設亦應得到了進一步的加強，以利于圖書館資產的安全明晰，為智慧圖書館的高效運行提供穩(wěn)定保障。借助物聯(lián)網技術和條碼技術，推進圖書館資產信息化管理。采用POS機進行實物盤點，對電子資源開展ISO鏡像借閱，形成動態(tài)數(shù)據監(jiān)控和傳遞；借鑒企業(yè)資產管理（Enterprise Asset Management，EAM）信息集成系統(tǒng)的感知技術，對文獻資料和數(shù)據庫優(yōu)化有形資產和無形資產進行評估配置，提高圖書館設備和文獻利用率，從而發(fā)揮資金有效作用［3］。

2.4 在網絡門戶建設方面的應用

圖書館網絡門戶是圖書館滿足與館內外的各種用戶、咨詢專家、組織機構等進行信息知識交流和各類業(yè)務交互處理的整合門戶，通過個性化的搜索界面，滿足用戶需求，服務知識創(chuàng)新。圖書館網絡門戶建設必須遵循數(shù)據收集→信息聚類→知識發(fā)現(xiàn)→智能服務4個層次，這就必須借助智能技術來最終支撐，為圖書館進行智能信息管理、共享、創(chuàng)新的實現(xiàn)提供了基礎。在圖書館網絡門戶建設中，應用手機QR碼（快速響應碼）可以快速實現(xiàn)移動圖書館的登錄，進行通信交流、資源鏈接，圖書館界將VR（虛擬現(xiàn)實技術）、3D IVR（三維實景導航虛擬空間）、數(shù)據智能挖掘技術及Agent（智能代理）等人工智能技術引入到圖書館門戶建設中，進行營銷推廣、信息素養(yǎng)教育，開展對外交流，發(fā)揮圖書館信息主動管理功能，形成以動態(tài)信息為主導的智能網絡門戶［4］。

3 智能技術在圖書館服務方面的應用

自1956年約翰·麥卡錫提出“Artificial Intelligence（人工智能）”概念以來，人工智能技術成為了繼蒸汽技術革命、電子技術革命、信息技術革命之后在21 世紀的又一次科技革命。人工智能技術無疑對圖書館的理論、體系及模式產生深遠的影響和挑戰(zhàn)。《International Federation of Library Associations Trend Report 2013》提出人工智能對當今圖書館主要產生3 個方面的影響：（1）網絡設備能夠具備語音識別、機器翻譯、語音合成以支持實時多語言翻譯等綜合功能；（2）能夠對多元、復雜網頁內容的云服務眾包加以翻譯和識別；（3）瀏覽器超越關鍵詞分析和對特定內容進行語義分析（語義網）［5］。智能技術在圖書館服務方面得到了恰當?shù)膽茫瑢⑹箞D書館煥發(fā)出更新的生命力。

3.1 智能機器人技術的應用

智能機器人極大地促進了圖書館的服務升級，是圖書館服務向智慧化邁進的一大亮點。智能圖書管理機器人通過全自動移動升降機構和基于Web服務的云端控制臺，達到圖書的物理流通，實現(xiàn)圖書的上下架、自助借還；圖書館智能服務機器人采用語音技術、光電導航技術和機器人運動控制技術，為讀者提供語音交流、智能咨詢、文獻管理、閱讀推廣及館內引導。人工智能機器人技術作為促進圖書館信息服務智慧化的手段，在圖書館的應用越來越規(guī)模化［6］。

3.2 “互聯(lián)網+”和“云計算”技術的應用

互聯(lián)網思維與互聯(lián)網技術創(chuàng)新發(fā)展了“智慧”圖書館，促成了圖書館向數(shù)字化、網絡化、移動化和智能化的服務新模式。“互聯(lián)網+”智能技術轉變了圖書館書目檢索、文獻傳遞、圖書借還等傳統(tǒng)服務的結構形式，而且提供了信息社交、文獻推送、讀者體驗等智慧化服務的新功能，實現(xiàn)了信息多元化和高速化的發(fā)展需求。“云計算”是基于互聯(lián)網基礎上的網絡智能技術，將網絡中的計算機群通過互聯(lián)整合，使虛擬化的資源達到共享和交流。圖書館基于云計算技術首先對多數(shù)據進行歸納，使數(shù)據庫中的信息架構得到統(tǒng)一，提供給用戶不同檢索的模式化，增強資源間的關聯(lián)度和“云存儲”信息的最大效率。在“云計算”的環(huán)境下，網絡“云”可對客戶資源進行分析，令“云”信息得到“智能”搜索和流通，滿足用戶信息檢索的精準度。

3.3 大數(shù)據技術和數(shù)據挖掘技術的應用

大數(shù)據就是規(guī)模龐大、結構模式多樣、需借助互聯(lián)網軟件進行處理的數(shù)據，也被稱為海量數(shù)據。大數(shù)據技術首先是基于計算機網絡“云計算”技術，就是對海量信息進行分析提取的技術和思維；其次是基于數(shù)據挖掘技術，利用統(tǒng)計學原理，進行總體性分析，尋找邏輯規(guī)律，挖掘數(shù)據關聯(lián)的隱性價值，大數(shù)據的利用可以獲得大數(shù)據源和進行價值創(chuàng)造。圖書館利用大數(shù)據技術開發(fā)出圖書館智能信息采集技術和功能模塊應用技術：一方面，可以使文獻和信息轉化成數(shù)據庫資源，進而對數(shù)據信息進行收集和加工，滿足用戶咨詢決策和知識成果轉化；另一方面，通過收集存儲用戶信息行為，推動圖書館資源建設和社會信息服務的效能［7］。

3.4 語義網和知識圖譜技術的應用

語義網技術是基于RDF（Resource Description Framework）的數(shù)據存取規(guī)范和本體ontology推理規(guī)則，使數(shù)據容易被計算機所理解，可以跨越組織邊界，令數(shù)據共享和復用，其本質是建立開放數(shù)據之間的鏈接（Semantic Web=Data+Link），在信息集成和搜索領域發(fā)揮作用。知識圖譜是Google 在2012年提出來的概念，以符號形式描述物理世界中的概念及其相互關系，實體間通過關系相互連接，構成網狀的知識圖譜，也就是將大量收集的數(shù)據整理成機器能處理的知識庫，并實現(xiàn)可視化的展示。其本質上是一種大規(guī)模的語義網絡，在工業(yè)界是以語義網為基礎的自有圖數(shù)據系統(tǒng)。語義網和知識圖譜二者的共同點都是圖數(shù)據模型，進行數(shù)據間鏈接。二者又有不同：語義網是開放共享的全球數(shù)據庫，典型應用為維基百科的DBpedia；而知識圖譜是封閉排外的自家數(shù)據庫，以Google的知識圖譜最為典型。

語義網技術可以解決圖書館數(shù)字資源的深度聚合［8］，搭建統(tǒng)一的一站式檢索平臺［9］，提高圖書館學科知識服務的質量［10］，定制個性化的推薦服務［11］，建立社會語義數(shù)字圖書館系統(tǒng)等應用［12］。知識圖譜技術可以幫助圖書館整合文獻資源，打造系統(tǒng)化的知識網絡，進行知識檢索服務，給予相關主題知識的可視化分析，目前主要是輔助讀者的智能檢索工具，開展自主學習，擴寬知識服務邊界的意義，提升圖書館智能知識服務［13］。

4 智能技術在智慧圖書館中的應用難題

4.1 面向多元的受眾服務

隨著現(xiàn)代圖書館的普及和發(fā)展，不同身份的讀者也得以迅速地呈現(xiàn)，形成了圖書館多元的受眾群體。有的讀者出于知識的獲取，有的讀者為了文獻資料的查閱，有的讀者為了文化的修養(yǎng)或某項技能的培養(yǎng)。智慧圖書館勢必難以兼顧不同層次的讀者需求，從技術成本上來說，也不可能做到智能服務的全面化；另外，不同受眾的接受和適應能力不免存在著不足，也會使智能設施的功能發(fā)揮受到局限，甚至會迫使增加智能服務的二次輔導功能的連鎖開發(fā)。

4.2 還需提升的功能效率

智慧圖書館的建設是基于信息技術和數(shù)字技術雙重發(fā)展，很多技術都是分享或者“嫁接”到圖書館的業(yè)務中。由于圖書館的服務是有很強的針對性和專業(yè)性，很多先進的智能技術設備難以充分發(fā)揮應有的功能效率，在圖書館可利用期限內的購置和維護成本就相對較高。另外，在有些情況下，鑒于社會企業(yè)對圖書館業(yè)務的競爭，相似功能的產品難免被圖書館捆綁式重復購置，成了修飾性技術，占用了資源。

4.3 不可避免的惰性依賴

智能技術在圖書館的普及應用節(jié)省了人力，大數(shù)據的開發(fā)使知識服務邁入深度，無疑開創(chuàng)了圖書館服務的新局面：服務的手段和渠道尤其便捷；服務的方法和模式更加具體；服務的內容和目的愈發(fā)明確，但已有智能技術的利用常常能養(yǎng)成參與者的惰性。隨著新技術不斷地涌現(xiàn)和革新的周期縮短，圖書館智能系統(tǒng)在新時代發(fā)展下的同時，也開啟了升級換代的節(jié)奏，智慧圖書館的建設依賴著智能設備及系統(tǒng)的投入，面對信息化社會的創(chuàng)新推動，極易導致被邊緣化的境地，形成圖書館服務的尷尬被動局面。

4.4 應對數(shù)據壟斷與冗余

智慧化的圖書館要開展知識服務，需要數(shù)據的支撐：一方面，數(shù)據分析可以提高服務效率和提供個性化精準服務；另一方面，經過數(shù)據處理，可以建立共享數(shù)據庫和特色數(shù)字資源。圖書館界受數(shù)據庫加工手段和能力的局限，仍須借助知識傳播企業(yè)的商業(yè)數(shù)據庫或者外包數(shù)據采集和加工。數(shù)據庫商借助“獨家授權”制度集合為單一來源獲得對數(shù)據的專有，加之知識產權特別保護，因而享有了合法壟斷，使得提供原始數(shù)據的眾多單體反而成了使用受限方。在信息時代，圖書館電子資源主要來源是數(shù)據庫的使用，無論是云端存儲系統(tǒng)，還是時態(tài)關系數(shù)據庫中大數(shù)據，也會產生數(shù)據冗余，而提供給圖書館的數(shù)據庫生產具有壟斷性，圖書館界人參與其中受到了很大的限制，數(shù)據庫中的信息重復或多余情況時有發(fā)生，造成傳輸和空間存儲壓力，更有可能還會發(fā)生分析結果繁雜、失誤等問題，在知識服務中給用戶使用體驗形成障礙或困頓。

5 智能技術在智慧圖書館中的應用策略

5.1 面向新時代的創(chuàng)新服務

新時代是知識化的時代，是以信息、知識、智力為主導的社會發(fā)展形態(tài)，對智力和知識的占有取代了對物質和金錢的占有而成為社會價值的新取向，科技進步和勞動者素質的提高成為社會經濟發(fā)展的主動力。圖書館事業(yè)作為收集和傳播人類知識的文化機構，仍然在新時代發(fā)揮著無法替代的智力支撐作用。圖書館迎合新時代的發(fā)展需要創(chuàng)新服務：一是從服務空間加以擴展，由實體空間向虛擬空間、網絡空間提升，開拓用戶的認知；二是從服務模式實現(xiàn)突破，由收集提供文獻資料向數(shù)字化傳輸、個性化定制的轉變，促成用戶的成長；三是從服務能力進行建設，由信息、數(shù)據運營向知識服務、專家智庫推進，滿足知識型社會的需求。

5.2 順應現(xiàn)代化的技術革新

隨著現(xiàn)代技術的革新，圖書館業(yè)已走出了傳統(tǒng)文獻借閱、典藏的簡單業(yè)務。智能技術的運用首先打破了固定的物理空間場，讀者通過Wi-Fi、智能終端設備、智慧APP 等可以進行空間共享、移動閱讀、跨時空互動交流；其次，豐富了用戶體驗，利用虛擬現(xiàn)實技術、虛擬網絡咨詢，既能使讀者感受圖書館區(qū)域功能場景，又能接受同步或異步式的參考咨詢；再次，采用數(shù)據融合技術，將多傳感器或多數(shù)據源進行處理，會得到比單獨的各個輸入的數(shù)據獲得更多的信息，使圖書館知識服務到了更深層次；最顯著的是，采用大數(shù)據和智能網絡技術，可實現(xiàn)智能檢索和知識挖掘，以及利用情境感知技術給讀者提供個性化訂閱和服務。

5.3 開展多途徑的資源融合

2021年9月1日正式實施的《中華人民共和國數(shù)據安全法》在法律層面明確“國家鼓勵數(shù)據依法合理有效利用，保障數(shù)據依法有序自由流動”“推進數(shù)據資源整合和開放共享”［14］。建設智慧圖書館離不開智慧化的大數(shù)據平臺，這個平臺是開放和兼容的、包含全部圖書館元素的智能化的信息服務系統(tǒng)，其中的數(shù)據資源可以被合理共享和開發(fā)。圖書館所需的各類數(shù)據資源同樣理應受到社會法規(guī)的制約和保護，經過社會協(xié)作，破解存在數(shù)據庫不合法的商業(yè)化壟斷，以此提高社會的數(shù)據資源利用效率，從而為文化教育事業(yè)做出應有的貢獻。

信息化社會的到來使信息成為比物質和能源更為重要的資源。圖書館在知識社會作為信息集中地，資源融合的功用更加凸顯。例如，“互聯(lián)網+”技術帶動圖書館融入各行業(yè)技術和資源，實現(xiàn)無區(qū)域化和知識可視化的智慧圖書館服務。網絡信息資源融合體系通過高性能的中央處理器，利用數(shù)據關聯(lián)和轉換技術，將分部、異構的多樣化網絡資源進行優(yōu)化管理。深度神經網絡構建的移動視覺搜索技術打破了傳統(tǒng)文本信息檢索，滿足用戶對實體對象資源的快速數(shù)字訪問需求，可以將博物館、檔案館、科技館等實體資源與圖書館進行資源融合，達到流通共享。智慧圖書館可通過多途徑對各類資源進行融合，為智慧社會的建設實踐作出應有的嘗試。

6 結語

新時代下，智能技術的使用開創(chuàng)了信息社會向智能社會的局面，使社會組織運營模式由實體向虛擬化轉變。在大數(shù)據環(huán)境下，圖書館也因此面臨著諸多的轉變困境：既要成為知識服務的主陣地，又要應對多元化受眾服務的需求窗口；既要基于智能技術的服務革新，又要提升運作的服務效率；既要增強“大數(shù)據”資源的知識融合，又要降低智能應用對人主動性的弱化。智能技術的應用在智慧圖書館中還存在不少難題有待克服。隨著新時代技術革新和法律制度的不斷完善，智能技術引領下的智慧圖書館勢必在“智慧社會”中需要同社會砥礪前行，不斷在實踐中開拓創(chuàng)新。利用智能技術，圖書館的空間再造得以升華，個性化服務得以深化，無論在圖書館管理還是知識服務上不斷滿足智能化需求。“智慧圖書館”的建設將更好地服務于經濟社會的建設和發(fā)展。