智能技術(shù)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(jīng)過控制系統(tǒng)的實踐研究，從理念體系上將智能技術(shù)概括為以人類智慧為驅(qū)動對生產(chǎn)力關(guān)系能產(chǎn)生根本改變、具有創(chuàng)造性的人工技術(shù)體系。英國帝國理工學院羅蘭教授從狹義角度將智能技術(shù)定義為以信息硬件設(shè)備為基礎(chǔ)，具有感知、分析、處理、計算、邏輯能力的人工性技術(shù)，例如，以大量計算機服務(wù)器為基礎(chǔ)的云存儲技術(shù)、以海量信息數(shù)據(jù)為驅(qū)動的大數(shù)據(jù)技術(shù)、以智能硬件設(shè)備為載體的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都屬于智能技術(shù)。智能技術(shù)業(yè)已成為推動我國產(chǎn)業(yè)服務(wù)轉(zhuǎn)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(shù)的融合應用中勢在必行。

1 智能技術(shù)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(wǎng)+云計算+智慧化設(shè)備”，它通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)智能化的服務(wù)和管理［1］。現(xiàn)代信息通信技術(shù)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(shè)備自動化等現(xiàn)代技術(shù)的廣泛應用使“智能建筑”功能得以實現(xiàn)。圖書館建設(shè)利用智能技術(shù)，有利于圖書館功能的發(fā)揮，將向著“智慧圖書館”轉(zhuǎn)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(shè)計上能有效適應以用戶為中心的多樣化功能空間布設(shè)，在建筑設(shè)計上能展現(xiàn)歷史傳承和文化特色。智能建筑設(shè)計軟件已經(jīng)能夠?qū)^(qū)域建筑特點納入圖書館建筑設(shè)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(shè)施物聯(lián)化和建筑系統(tǒng)智能化兩個方面。

（1）空間設(shè)施，物聯(lián)智能化。智慧圖書館的空間設(shè)施借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將圖書館各類物質(zhì)信息資源（如設(shè)備、環(huán)境、文獻、家具等）進行數(shù)據(jù)化處理，加以定位、收集和分析挖掘，從而使建筑設(shè)施、信息資源和服務(wù)設(shè)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(shè)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(shè)施、設(shè)備及物品的調(diào)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(shù)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(shù)、人臉識別技術(shù)，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(wǎng)巡更、考勤功能。座位預約采用手機智能APP和網(wǎng)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(jié)合無線射頻識別RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，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(jù)形成報告，對豐富的館藏紙質(zhì)資源達到數(shù)據(jù)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(chǎn)管理方面的應用

資產(chǎn)管理隨著智慧圖書館的建設(shè)亦應得到了進一步的加強，以利于圖書館資產(chǎn)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(wǎng)技術(shù)和條碼技術(shù)，推進圖書館資產(chǎn)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(jù)監(jiān)控和傳遞；借鑒企業(yè)資產(chǎn)管理（Enterprise Asset Management，EAM）信息集成系統(tǒng)的感知技術(shù)，對文獻資料和數(shù)據(jù)庫優(yōu)化有形資產(chǎn)和無形資產(chǎn)進行評估配置，提高圖書館設(shè)備和文獻利用率，從而發(fā)揮資金有效作用［3］。

2.4 在網(wǎng)絡(luò)門戶建設(shè)方面的應用

圖書館網(wǎng)絡(luò)門戶是圖書館滿足與館內(nèi)外的各種用戶、咨詢專家、組織機構(gòu)等進行信息知識交流和各類業(yè)務(wù)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(wù)知識創(chuàng)新。圖書館網(wǎng)絡(luò)門戶建設(shè)必須遵循數(shù)據(jù)收集→信息聚類→知識發(fā)現(xiàn)→智能服務(wù)4個層次，這就必須借助智能技術(shù)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(chǔ)。在圖書館網(wǎng)絡(luò)門戶建設(shè)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(shù)）、3D IVR（三維實景導航虛擬空間）、數(shù)據(jù)智能挖掘技術(shù)及Agent（智能代理）等人工智能技術(shù)引入到圖書館門戶建設(shè)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(wǎng)絡(luò)門戶［4］。

3 智能技術(shù)在圖書館服務(wù)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(shù)成為了繼蒸汽技術(shù)革命、電子技術(shù)革命、信息技術(shù)革命之后在21 世紀的又一次科技革命。人工智能技術(shù)無疑對圖書館的理論、體系及模式產(chǎn)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(chǎn)生3 個方面的影響：（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)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?qū)Χ嘣?、復雜網(wǎng)頁內(nèi)容的云服務(wù)眾包加以翻譯和識別；（3）瀏覽器超越關(guān)鍵詞分析和對特定內(nèi)容進行語義分析（語義網(wǎng)）［5］。智能技術(shù)在圖書館服務(wù)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(shù)的應用

智能機器人極大地促進了圖書館的服務(wù)升級，是圖書館服務(wù)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(gòu)和基于Web服務(wù)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(wù)機器人采用語音技術(shù)、光電導航技術(shù)和機器人運動控制技術(shù)，為讀者提供語音交流、智能咨詢、文獻管理、閱讀推廣及館內(nèi)引導。人工智能機器人技術(shù)作為促進圖書館信息服務(wù)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(wǎng)+”和“云計算”技術(shù)的應用

互聯(lián)網(wǎng)思維與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展了“智慧”圖書館，促成了圖書館向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、移動化和智能化的服務(wù)新模式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”智能技術(shù)轉(zhuǎn)變了圖書館書目檢索、文獻傳遞、圖書借還等傳統(tǒng)服務(wù)的結(jié)構(gòu)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(wù)的新功能，實現(xiàn)了信息多元化和高速化的發(fā)展需求?！霸朴嬎恪笔腔诨ヂ?lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)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(shù)首先對多數(shù)據(jù)進行歸納，使數(shù)據(jù)庫中的信息架構(gòu)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(guān)聯(lián)度和“云存儲”信息的最大效率。在“云計算”的環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)“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(jù)技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應用

大數(shù)據(jù)就是規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)模式多樣、需借助互聯(lián)網(wǎng)軟件進行處理的數(shù)據(jù)，也被稱為海量數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)首先是基于計算機網(wǎng)絡(luò)“云計算”技術(shù)，就是對海量信息進行分析提取的技術(shù)和思維；其次是基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，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(jù)關(guān)聯(lián)的隱性價值，大數(shù)據(jù)的利用可以獲得大數(shù)據(jù)源和進行價值創(chuàng)造。圖書館利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)出圖書館智能信息采集技術(shù)和功能模塊應用技術(shù)：一方面，可以使文獻和信息轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)庫資源，進而對數(shù)據(jù)信息進行收集和加工，滿足用戶咨詢決策和知識成果轉(zhuǎn)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(shè)和社會信息服務(wù)的效能［7］。

3.4 語義網(wǎng)和知識圖譜技術(shù)的應用

語義網(wǎng)技術(shù)是基于RDF（Resource Description Framework）的數(shù)據(jù)存取規(guī)范和本體ontology推理規(guī)則，使數(shù)據(jù)容易被計算機所理解，可以跨越組織邊界，令數(shù)據(jù)共享和復用，其本質(zhì)是建立開放數(shù)據(jù)之間的鏈接（Semantic Web=Data+Link），在信息集成和搜索領(lǐng)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(guān)系，實體間通過關(guān)系相互連接，構(gòu)成網(wǎng)狀的知識圖譜，也就是將大量收集的數(shù)據(jù)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(zhì)上是一種大規(guī)模的語義網(wǎng)絡(luò)，在工業(yè)界是以語義網(wǎng)為基礎(chǔ)的自有圖數(shù)據(jù)系統(tǒng)。語義網(wǎng)和知識圖譜二者的共同點都是圖數(shù)據(jù)模型，進行數(shù)據(jù)間鏈接。二者又有不同：語義網(wǎng)是開放共享的全球數(shù)據(jù)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(jù)庫，以Google的知識圖譜最為典型。

語義網(wǎng)技術(shù)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(wù)的質(zhì)量［10］，定制個性化的推薦服務(wù)［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(shù)可以幫助圖書館整合文獻資源，打造系統(tǒng)化的知識網(wǎng)絡(luò)，進行知識檢索服務(wù)，給予相關(guān)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(wù)邊界的意義，提升圖書館智能知識服務(wù)［13］。

4 智能技術(shù)在智慧圖書館中的應用難題

4.1 面向多元的受眾服務(wù)

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(shù)成本上來說，也不可能做到智能服務(wù)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(shè)施的功能發(fā)揮受到局限，甚至會迫使增加智能服務(wù)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(shè)是基于信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)雙重發(fā)展，很多技術(shù)都是分享或者“嫁接”到圖書館的業(yè)務(wù)中。由于圖書館的服務(wù)是有很強的針對性和專業(yè)性，很多先進的智能技術(shù)設(shè)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(nèi)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(wù)的競爭，相似功能的產(chǎn)品難免被圖書館捆綁式重復購置，成了修飾性技術(shù)，占用了資源。

4.3 不可避免的惰性依賴

智能技術(shù)在圖書館的普及應用節(jié)省了人力，大數(shù)據(jù)的開發(fā)使知識服務(wù)邁入深度，無疑開創(chuàng)了圖書館服務(wù)的新局面：服務(wù)的手段和渠道尤其便捷；服務(wù)的方法和模式更加具體；服務(wù)的內(nèi)容和目的愈發(fā)明確，但已有智能技術(shù)的利用常常能養(yǎng)成參與者的惰性。隨著新技術(shù)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(shè)依賴著智能設(shè)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(wù)的尷尬被動局面。

4.4 應對數(shù)據(jù)壟斷與冗余

智慧化的圖書館要開展知識服務(wù)，需要數(shù)據(jù)的支撐：一方面，數(shù)據(jù)分析可以提高服務(wù)效率和提供個性化精準服務(wù)；另一方面，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，可以建立共享數(shù)據(jù)庫和特色數(shù)字資源。圖書館界受數(shù)據(jù)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(jù)庫或者外包數(shù)據(jù)采集和加工。數(shù)據(jù)庫商借助“獨家授權(quán)”制度集合為單一來源獲得對數(shù)據(jù)的專有，加之知識產(chǎn)權(quán)特別保護，因而享有了合法壟斷，使得提供原始數(shù)據(jù)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(jù)庫的使用，無論是云端存儲系統(tǒng)，還是時態(tài)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中大數(shù)據(jù)，也會產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余，而提供給圖書館的數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)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(jù)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(jié)果繁雜、失誤等問題，在知識服務(wù)中給用戶使用體驗形成障礙或困頓。

5 智能技術(shù)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(wù)

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(zhì)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(zhì)的提高成為社會經(jīng)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(gòu)，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(wù)：一是從服務(wù)空間加以擴展，由實體空間向虛擬空間、網(wǎng)絡(luò)空間提升，開拓用戶的認知；二是從服務(wù)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(zhuǎn)變，促成用戶的成長；三是從服務(wù)能力進行建設(shè)，由信息、數(shù)據(jù)運營向知識服務(wù)、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(shù)革新

隨著現(xiàn)代技術(shù)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(wù)。智能技術(shù)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(shè)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(shù)、虛擬網(wǎng)絡(luò)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(jù)融合技術(shù)，將多傳感器或多數(shù)據(jù)源進行處理，會得到比單獨的各個輸入的數(shù)據(jù)獲得更多的信息，使圖書館知識服務(wù)到了更深層次；最顯著的是，采用大數(shù)據(jù)和智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)智能檢索和知識挖掘，以及利用情境感知技術(shù)給讀者提供個性化訂閱和服務(wù)。

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(jù)安全法》在法律層面明確“國家鼓勵數(shù)據(jù)依法合理有效利用，保障數(shù)據(jù)依法有序自由流動”“推進數(shù)據(jù)資源整合和開放共享”［14］。建設(shè)智慧圖書館離不開智慧化的大數(shù)據(jù)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(wù)系統(tǒng)，其中的數(shù)據(jù)資源可以被合理共享和開發(fā)。圖書館所需的各類數(shù)據(jù)資源同樣理應受到社會法規(guī)的制約和保護，經(jīng)過社會協(xié)作，破解存在數(shù)據(jù)庫不合法的商業(yè)化壟斷，以此提高社會的數(shù)據(jù)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(zhì)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(wǎng)+”技術(shù)帶動圖書館融入各行業(yè)技術(shù)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(wù)。網(wǎng)絡(luò)信息資源融合體系通過高性能的中央處理器，利用數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和轉(zhuǎn)換技術(shù)，將分部、異構(gòu)的多樣化網(wǎng)絡(luò)資源進行優(yōu)化管理。深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的移動視覺搜索技術(shù)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(shè)實踐作出應有的嘗試。

6 結(jié)語

新時代下，智能技術(shù)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(zhuǎn)變。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，圖書館也因此面臨著諸多的轉(zhuǎn)變困境：既要成為知識服務(wù)的主陣地，又要應對多元化受眾服務(wù)的需求窗口；既要基于智能技術(shù)的服務(wù)革新，又要提升運作的服務(wù)效率；既要增強“大數(shù)據(jù)”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(shù)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(shù)革新和法律制度的不斷完善，智能技術(shù)引領(lǐng)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(shù)，圖書館的空間再造得以升華，個性化服務(wù)得以深化，無論在圖書館管理還是知識服務(wù)上不斷滿足智能化需求?！爸腔蹐D書館”的建設(shè)將更好地服務(wù)于經(jīng)濟社會的建設(shè)和發(fā)展。