林良金
(福建江夏學(xué)院圖書(shū)館,福建 福州 350108)
圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)是基于5G、數(shù)字孿生、數(shù)智融合等技術(shù)的空間建設(shè),另一類(lèi)是基于用戶(hù)信息接受規(guī)律的圖書(shū)館智慧化服務(wù)機(jī)制,如構(gòu)建用戶(hù)畫(huà)像、搭建智慧化服務(wù)場(chǎng)景[1]。本研究聚焦以技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的第一類(lèi)智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間構(gòu)建,闡述數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)圖書(shū)館建設(shè)的賦能。數(shù)字孿生指的是對(duì)物理空間和虛擬空間資源的整合與利用,可以說(shuō)數(shù)字孿生是實(shí)體資源(文獻(xiàn)資源、空間資源、人力資源、設(shè)備資源等)的數(shù)字化表示,是投射的虛擬版本,圖書(shū)館可利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)虛擬空間對(duì)物理空間的理解與分析。目前,數(shù)字孿生技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用,業(yè)界取得了很多經(jīng)驗(yàn)和成果,但不能否認(rèn)的是作為一種新興技術(shù),數(shù)字孿生在圖書(shū)館智慧化服務(wù)結(jié)合過(guò)程中仍存在方向不明、挖掘不夠深入等問(wèn)題。為此,本研究嘗試對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行分析,構(gòu)建數(shù)字孿生賦能的圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間,為圖書(shū)館的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供一定參考。
數(shù)字孿生視域下,物理空間與虛擬空間可以實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng),即資源互通、場(chǎng)景共建,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的交互映射,見(jiàn)下頁(yè)圖1。數(shù)字孿生技術(shù)能夠滿(mǎn)足圖書(shū)館智慧化服務(wù)的需求,使虛擬數(shù)字空間發(fā)揮與物理空間同等的作用與功效,模擬仿真技術(shù)使虛擬空間的構(gòu)建精細(xì)逼真,且增強(qiáng)了對(duì)物理空間場(chǎng)景優(yōu)化的決策支持。同時(shí),在數(shù)字孿生技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下,用戶(hù)不必到圖書(shū)館即可通過(guò)VR進(jìn)入圖書(shū)館的虛擬空間映射中,沉浸式獲得閱讀體驗(yàn)[2]。總之,數(shù)字孿生賦能下圖書(shū)館智慧化服務(wù)具有虛擬空間與實(shí)體空間交互融合的顯著特點(diǎn),這使其空間場(chǎng)景構(gòu)建更具包容性、精準(zhǔn)性與真實(shí)性。

圖1 圖書(shū)館孿生數(shù)據(jù)交互映射結(jié)構(gòu)圖
智慧圖書(shū)館與數(shù)字孿生技術(shù)的融合使其功能更加智能,數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)整合的能力得到大幅提升。圖書(shū)館智慧空間建設(shè)能夠依托海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和優(yōu)化,具體來(lái)說(shuō),圖書(shū)館系統(tǒng)獲取虛擬空間傳遞的數(shù)據(jù),歸納一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的規(guī)律和問(wèn)題,將虛擬場(chǎng)景映射到實(shí)體空間內(nèi),有針對(duì)性地提高空間建設(shè)水平,優(yōu)化空間的資源配置[3]。同時(shí),數(shù)字孿生技術(shù)還能將用戶(hù)真實(shí)的場(chǎng)景需求傳送到虛擬空間,對(duì)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間進(jìn)行快速、精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換與構(gòu)建,達(dá)到線(xiàn)上線(xiàn)下、虛擬空間與實(shí)體空間的良性循環(huán)與智能性的迭代優(yōu)化,充分把握數(shù)據(jù)規(guī)律,有效打造數(shù)據(jù)整合與深度學(xué)習(xí)機(jī)制。
數(shù)據(jù)是圖書(shū)館構(gòu)建智慧化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的核心,也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生技術(shù)的必要前提。在數(shù)字孿生視域下,圖書(shū)館智慧化服務(wù)可以被解構(gòu)為四個(gè)部分:一是物理實(shí)體,包括物理空間和實(shí)體資源。二是虛擬空間,指通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)映射和構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景。三是服務(wù)系統(tǒng),指支撐圖書(shū)館智慧服務(wù)的平臺(tái)系統(tǒng)。四是三個(gè)部分融合運(yùn)行而產(chǎn)生的數(shù)據(jù),這是幫助圖書(shū)館作出決策的客觀依據(jù),是圖書(shū)館智慧化服務(wù)優(yōu)化的參考。圖書(shū)館智慧化服務(wù)的數(shù)據(jù)被集中處理,又反饋到四個(gè)部分的各個(gè)環(huán)節(jié),在此過(guò)程中能夠通過(guò)循環(huán)驗(yàn)證得到較合理的資源配置方案,用較低的成本換取資源配置組合的收益最大化[4]。總之,數(shù)字孿生賦能下圖書(shū)館智慧化服務(wù)的特點(diǎn)十分明顯,隨之而來(lái)的是圖書(shū)館服務(wù)優(yōu)勢(shì)的突出,圖書(shū)館可憑借以上特點(diǎn)打造多樣化的服務(wù)場(chǎng)景,使智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的構(gòu)建更加精細(xì)化、高效化。
在數(shù)字孿生賦能下,圖書(shū)館應(yīng)用多感官混合設(shè)備、智能感知和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù),構(gòu)建了智能化的顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)以圖書(shū)館實(shí)際服務(wù)情況和運(yùn)行進(jìn)度為基準(zhǔn),采用不同的表現(xiàn)手法將館藏資源和圖書(shū)館服務(wù)分門(mén)別類(lèi)地進(jìn)行展示,可以分為書(shū)籍推薦、學(xué)術(shù)態(tài)勢(shì)、圖書(shū)館動(dòng)態(tài)、智能服務(wù)、熱點(diǎn)追蹤等板塊,使線(xiàn)下線(xiàn)上同步聯(lián)動(dòng)、動(dòng)態(tài)更新,揭示不同場(chǎng)域下圖書(shū)館的服務(wù)情況。此外,數(shù)字孿生技術(shù)以數(shù)據(jù)的挖掘、重組和流通為核心,其最大的優(yōu)勢(shì)在于將物理空間以數(shù)字化形態(tài)表現(xiàn)出來(lái),拓展了數(shù)字服務(wù)的新領(lǐng)域和新功能,并借助AI、VR等先進(jìn)技術(shù),用直觀的視覺(jué)圖像展現(xiàn)出虛實(shí)交互的流動(dòng)狀態(tài),表達(dá)出數(shù)據(jù)資源的流通情況[5]。圖書(shū)館借助三維的建模技術(shù)還能打破虛擬空間和實(shí)體空間的壁壘,使虛擬空間坐標(biāo)和物理空間坐標(biāo)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng),完成1:1還原的虛擬鏡像。總的來(lái)說(shuō),數(shù)字孿生技術(shù)在圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間場(chǎng)景的應(yīng)用是宏觀尺度與微觀尺度的交互,精準(zhǔn)還原實(shí)體空間的資源,賦予了圖書(shū)館智慧服務(wù)的內(nèi)核,將多種科技元素和服務(wù)納入虛擬空間,使網(wǎng)絡(luò)空間的建設(shè)和服務(wù)能夠得到有效提升[6]。
在數(shù)字孿生技術(shù)賦能下,圖書(shū)館能夠借助文本、音視頻等資源對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行萃取、挖掘、整理和分析,應(yīng)用智能算法工具準(zhǔn)確獲取圖書(shū)館用戶(hù)的記錄,包括用戶(hù)個(gè)人基本信息、行為軌跡、閱讀偏好、歷史數(shù)據(jù)等,并將這些個(gè)人數(shù)據(jù)映射到虛擬空間,聚合成為用戶(hù)數(shù)據(jù)集[7],圖書(shū)館則可以整合用戶(hù)數(shù)據(jù)集與圖書(shū)館資源數(shù)據(jù)集,通過(guò)關(guān)聯(lián)算法挖掘用戶(hù)潛在的信息需求,進(jìn)一步提升圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的精準(zhǔn)化服務(wù)效率。同時(shí),通過(guò)對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)集的計(jì)算和比對(duì),圖書(shū)館有能力實(shí)現(xiàn)服務(wù)的創(chuàng)新,如:服務(wù)方式的創(chuàng)新可以為用戶(hù)提供個(gè)性化指導(dǎo)、全程嵌入幫助、預(yù)測(cè)性服務(wù)等,使智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的覆蓋面更廣,打造立體的業(yè)態(tài)體系。總之,基于數(shù)據(jù)孿生技術(shù)的基本原理,孿生數(shù)字系統(tǒng)能夠變身為用戶(hù)的隨身小幫手,為用戶(hù)量身打造資源內(nèi)容和服務(wù)手段,依據(jù)用戶(hù)對(duì)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的需求創(chuàng)新多種場(chǎng)景,構(gòu)建差異性明顯、個(gè)性化增強(qiáng)的學(xué)習(xí)模型,契合不同學(xué)科或不同領(lǐng)域的學(xué)習(xí)邏輯。同時(shí),這種學(xué)習(xí)模型并不是一成不變的,而是在數(shù)字孿生技術(shù)動(dòng)態(tài)獲取數(shù)據(jù)的過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、及時(shí)調(diào)整的,真正實(shí)現(xiàn)了圖書(shū)館的創(chuàng)新和蛻變,落實(shí)以用戶(hù)為主體、智慧化定制學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間服務(wù)的原則,進(jìn)一步助推業(yè)態(tài)體系的重塑,提升了用戶(hù)知識(shí)信息萃取與轉(zhuǎn)化的能力。
數(shù)字孿生賦能的圖書(shū)館在進(jìn)行智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的構(gòu)建與服務(wù)過(guò)程中,強(qiáng)調(diào)針對(duì)性和精準(zhǔn)性,即針對(duì)用戶(hù)的實(shí)際情況,復(fù)制獨(dú)屬于用戶(hù)的孿生體。從微觀視角看,數(shù)字孿生技術(shù)使圖書(shū)館能夠拓展虛擬空間,打造出無(wú)數(shù)個(gè)用戶(hù)專(zhuān)屬的虛擬圖書(shū)館,在這一過(guò)程中,虛擬圖書(shū)館不斷積累特定用戶(hù)的興趣偏好、閱讀習(xí)慣、情緒特征、心理特征等,將這些數(shù)據(jù)都納入數(shù)字孿生體上,構(gòu)建類(lèi)似于用戶(hù)畫(huà)像的數(shù)據(jù)庫(kù),勾勒用戶(hù)的虛擬形象,從多個(gè)維度和層面清晰反映用戶(hù)的整體面貌。同時(shí),圖書(shū)館在數(shù)字孿生的虛擬空間中與用戶(hù)的數(shù)字孿生體形成映射關(guān)系,虛擬空間可以根據(jù)用戶(hù)個(gè)人的數(shù)字孿生體反饋的數(shù)據(jù),對(duì)圖書(shū)館服務(wù)狀態(tài)進(jìn)行有效檢測(cè)[8]。以上過(guò)程基本上是自動(dòng)完成的,圖書(shū)館只需設(shè)置數(shù)字孿生運(yùn)行系統(tǒng)參數(shù),即可在短時(shí)間內(nèi)形成有序的運(yùn)行規(guī)律,實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館的智慧化管理。一旦在某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了異常,系統(tǒng)能夠智能判斷癥結(jié)所在并迅速作出反饋,圖書(shū)館則能準(zhǔn)確并有效地進(jìn)行漏洞修補(bǔ),如修補(bǔ)用戶(hù)數(shù)字孿生體或修補(bǔ)系統(tǒng)平臺(tái)的漏洞,保障圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間全領(lǐng)域的智慧服務(wù)。
由以上分析可知,數(shù)字孿生賦能的圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間構(gòu)建所必需的三個(gè)要素為物理空間、虛擬空間及數(shù)字孿生技術(shù),具體框架見(jiàn)圖2。

圖2 數(shù)字孿生賦能圖書(shū)館智慧化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間框架
物理空間指圖書(shū)館智慧服務(wù)生態(tài)體系的實(shí)物合集,包括空間資源、館員、服務(wù)設(shè)備等內(nèi)容。在圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間構(gòu)建過(guò)程中,物理空間是基礎(chǔ),負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和承轉(zhuǎn)。一方面,物理空間為虛擬空間的映射提供各類(lèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),如用戶(hù)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù),使數(shù)字孿生技術(shù)的計(jì)算有必要的數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù);另一方面,物理空間也具備比較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合能力,使學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間建設(shè)融合了系統(tǒng)、環(huán)境等多方要素,可以為用戶(hù)服務(wù)提供智慧化、精準(zhǔn)化保障[9]。
虛擬空間是物理空間的全面映射,能夠借助虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)物理空間受限的功能,拓展圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間服務(wù)的深度與廣度,是圖書(shū)館創(chuàng)新發(fā)展與智能化轉(zhuǎn)型的重要表現(xiàn)。虛擬空間包含用戶(hù)數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)模型、圖書(shū)館運(yùn)行模型等內(nèi)容,融合了線(xiàn)下的資源空間基礎(chǔ)與線(xiàn)上的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),一方面對(duì)物理空間和服務(wù)進(jìn)行了延伸;另一方面也對(duì)物理空間的管理和發(fā)展、智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間服務(wù)的邏輯性和發(fā)展性給予了充分保障,使圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間這一較為復(fù)雜的運(yùn)行體系能夠形成一定的發(fā)展規(guī)律,使運(yùn)行命令數(shù)字化、組織化[10]。虛擬空間與物理空間在用戶(hù)服務(wù)、態(tài)勢(shì)感知等層面深入融合并雙向交互,全面優(yōu)化圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間建設(shè)。
數(shù)字孿生技術(shù)是圖書(shū)館智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間構(gòu)建的核心,是技術(shù)支撐,更是物理空間與虛擬空間交互的必要橋梁。從圖2可知,物理空間與虛擬空間受到數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng),數(shù)字孿生技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理與數(shù)據(jù)的挖掘整合。在數(shù)字孿生技術(shù)賦能下,圖書(shū)館利用云存儲(chǔ)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的融合,為學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間建設(shè)搭建了多種場(chǎng)景、數(shù)字資源、知識(shí)推送、數(shù)字應(yīng)用等,使學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間成為一個(gè)立體化、集成式、嵌入式的服務(wù)系統(tǒng)。通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)孿生技術(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)度,圖書(shū)館既可以對(duì)智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)進(jìn)行部署,又能夠優(yōu)化智慧學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的流程及圖書(shū)館空間的設(shè)施布置,推進(jìn)虛擬空間的智能化和自主迭代優(yōu)化[11],使圖書(shū)館服務(wù)保持良性循環(huán)。
圖書(shū)館資源分布較為分散是一個(gè)公認(rèn)的事實(shí),資源重疊、“信息孤島”等問(wèn)題同時(shí)存在。在數(shù)字孿生技術(shù)下,為了構(gòu)建全面完整的智慧化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間,圖書(shū)館要打通相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)高性能的協(xié)同資源建設(shè),充分應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)為深度學(xué)習(xí)與自我優(yōu)化提供計(jì)算力的支撐。目前來(lái)看,常見(jiàn)的數(shù)字資源整合平臺(tái)有DL、ARC等[12],圖書(shū)館通過(guò)邊緣計(jì)算等技術(shù)對(duì)物理空間與虛擬空間的資源進(jìn)行自動(dòng)甄別、分類(lèi)、傳送與存儲(chǔ),優(yōu)化實(shí)體資源和數(shù)據(jù)資源的整合,對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理,便于終端的輸出,為提供一站式智慧化圖書(shū)館服務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
數(shù)字孿生技術(shù)使搭建多種場(chǎng)景成為現(xiàn)實(shí),能夠以較低的成本建成用戶(hù)所需的學(xué)習(xí)空間,提供用戶(hù)需要的學(xué)習(xí)場(chǎng)景。借助數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),圖書(shū)館可以創(chuàng)新服務(wù)方式,提供精準(zhǔn)化、智能化的空間服務(wù),如為醫(yī)學(xué)生構(gòu)建模擬操作空間、為生物研究者提供模擬實(shí)驗(yàn)室服務(wù)等,這不僅是對(duì)物理空間資源的延伸,更是為用戶(hù)提供了沉浸式的學(xué)習(xí)空間,解決了用戶(hù)的難題。數(shù)字孿生技術(shù)能夠在描述用戶(hù)需求的基礎(chǔ)上,提供個(gè)性化、多元化的服務(wù),使圖書(shū)館智慧化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間建設(shè)更具針對(duì)性,更能契合不同學(xué)習(xí)場(chǎng)景或領(lǐng)域的特點(diǎn),為用戶(hù)提供切實(shí)的幫助。
數(shù)字孿生賦能的圖書(shū)館能夠打造一體化感知的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包含感知設(shè)備、感知平臺(tái)等,使物理空間的設(shè)備與虛擬空間的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)[13],進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)空間的功能。用戶(hù)可以穿著感知設(shè)備在虛擬環(huán)境下進(jìn)行操作,讓用戶(hù)感受到沉浸式三維體驗(yàn)。用戶(hù)雖然在感覺(jué)上是身臨其境的,但接觸的人、物、事并非真實(shí)的,其好處就是給用戶(hù)提供了犯錯(cuò)的機(jī)會(huì),讓用戶(hù)在學(xué)習(xí)空間中不斷磨煉,以低成本換取高熟練度,為其真正在現(xiàn)實(shí)中正確操作打下基礎(chǔ)。在空間建設(shè)上,圖書(shū)館要充分挖掘數(shù)字孿生技術(shù)的優(yōu)勢(shì),將圖書(shū)館資源、館內(nèi)設(shè)備、館員等資源有效融合起來(lái),搭建虛實(shí)交融、萬(wàn)物互聯(lián)的新空間。
綜上所述,數(shù)字孿生技術(shù)與圖書(shū)館智慧化服務(wù)相融合賦予了圖書(shū)館新的能量和思路,通過(guò)物理空間與虛擬空間的實(shí)時(shí)映射、雙向交互,使圖書(shū)館的數(shù)據(jù)處理能力大大增強(qiáng),拓展了圖書(shū)館智慧化服務(wù)領(lǐng)域。數(shù)字孿生技術(shù)視域下的圖書(shū)館智慧化學(xué)習(xí)空間網(wǎng)絡(luò)建設(shè)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化標(biāo)識(shí)、自動(dòng)感知、萬(wàn)物互聯(lián)等應(yīng)用,因此,圖書(shū)館服務(wù)與之前相比更加立體和多元,能夠?yàn)橛脩?hù)搭建多種場(chǎng)景,提供多樣化的智慧服務(wù)。展望未來(lái),數(shù)字孿生技術(shù)與圖書(shū)館的融合將不斷深化,并取得跨越式發(fā)展,更好地服務(wù)于用戶(hù)。