元宇宙與生成式AI驅動下的智慧圖書館交互共享空間再造與服務研究

李慧

摘要：文章在闡述相關概念的基礎上，從智慧感知層、資源支持層、生成式AI知識創造層、元宇宙沉浸式場景服務層4個維度構建了智慧圖書館交互共享空間的體系框架，從空間服務、空間延伸、空間價值3個方面闡述了智慧圖書館交互共享空間的空間服務，旨在提升智慧圖書館的智慧服務效能。

關鍵詞：元宇宙；生成式AI；智慧圖書館；交互共享空間

中圖分類號：G205文獻標志碼：A

0引言

隨著元宇宙時代的到來，如何應用元宇宙和人工智能實現圖書館空間再造已成為圖書館界研究的重點課題，國內外眾多學者對智慧圖書館空間再造理論進行了研究。2013年，美國圖書館協會（American Library Association，ALA）冬季會議對圖書館“創客空間”構建進行了探討［1］；2018年，在北京舉辦的圖書館空間再造和功能重組研討會著重對智慧圖書館科創空間構建進行了討論［2］；美國哈佛大學圖書館智慧知識服務平臺、赫爾辛基頌歌中央圖書館（Oodi Library）科學創新空間［3］都融入了人工智能技術，并通過元宇宙為讀者提供沉浸式場景服務，使讀者與智慧空間多維交互，實現知識共享。基于此，以智慧圖書館作為研究對象，著重探討元宇宙和生成式AI驅動的交互共享空間再造與服務，對提升智慧圖書館知識發現能力、知識共享能力和提升讀者的智慧知識服務體驗具有重要作用。

1元宇宙與生成式AI

1.1元宇宙

目前，國內外學界對元宇宙尚無明確的定義。夏佳雯［4］從元宇宙的特征、適用場景和虛實共生的性質對元宇宙進行了定義：元宇宙是依托數字智能技術與現實世界鏈接、耦合、共生的數字虛擬世界，是對現實世界場景的補充。Enrico B［5］研究發現，元宇宙是基于現代數字智能技術構建，對現實世界進行映射的“數字孿生世界”，能與現實世界交互共生，并且具備新型的社會價值體系。方凌智等［6］對元宇宙作出了較為明確的定義：元宇宙是以多類數字智能技術為依托實現虛實融合的互聯網應用的社會機制，基于VR/XR構建了全新的虛擬空間，應用數字孿生技術實現了虛實交互，應用區塊鏈技術構建虛擬經濟系統，使現實世界的經濟、文化、社交和身份認證在虛擬世界得到全面映射，允許現實世界的個體參與到虛擬世界的構建與創造中。綜合上述學者觀點，本研究認為，元宇宙是多種數字智能技術的綜合應用機制，基于AR、XR、區塊鏈、AI、云計算、大數據實現新興理念和概念具化。

1.2生成式AI

生成式AI是指應用大規模算法工具、數據模型、語義規則實現文本、圖像、圖片、視頻、代碼、音頻等內容的技術［7］。美國微軟人工智能研究院發布的《2023年十大新興技術報告》指出，生成式AI是基于機器學習和自然語言交互學習大規模數據集構建新原創內容的新一代人工智能技術［8］。王靜靜等［9］認為，生成式AI是基于深度學習算法、人工智能工具，對大規模數據集訓練而生產出的新的內容，以圖像、視頻、文本、代碼創建出新的內容。郭春鎮［10］研究發現，生成式AI應用生成式對抗網絡（Generative Adversarial Networks， GAN）的深度學習和大規模分析進行新內容創造，GAN由2個神經網絡組成，包括進行數據評估的鑒別器和生成數據的生成器，在數據生成過程中，生成器和鑒別器共同工作，生成器根據鑒別器不間斷的反饋不斷優化輸出內容，直到生成與真實數據再無法區分的內容。

2元宇宙與生成式AI驅動的智慧圖書館交互共享空間的體系框架

智慧圖書館交互共享空間以傳感器、移動終端、虛擬現實設備、全息投影設備、人工智能設備、互聯網設備為基礎，以元宇宙虛擬世界、虛擬場景、深度學習算法工具、生成式AI應用為主體，以促進圖書館實體空間和虛擬空間融合實現知識創造改善讀者知識服務體驗為核心宗旨的新型交互空間。

本文結合現有國內外智慧圖書館共享空間再造理論，針對智慧圖書館的特點，將交互共享空間劃分為4層體系：智慧感知層、資源支持層、生成式AI知識創造層、元宇宙沉浸式場景服務層，如圖1所示。

2.1智慧感知層

智慧感知層是智慧圖書館交互共享空間的底層框架，主要是在智慧圖書館實體物理空間集成了大量傳感器、全景感知設備、情境感知設備對實體空間中物體及讀者的位置信息、行動軌跡、運動態勢采集分析，包括對物體的識別、讀者情境感知、讀者身份識別、讀者位置標識、物體位置標識等，而分布在互聯網空間的爬蟲工具會對讀者基本信息、教育背景、閱讀歷史、科研偏向、社交媒體信息進行采集和抽取，通過實體空間和互聯網空間對讀者的感知與多源數據采集，實現對讀者閱讀需求的預測、閱讀偏好定位和科研習慣的分析。

2.2資源支持層

資源支持層是智慧圖書館交互共享空間的重要支持體系，主要依靠館藏資源數據庫、知識庫、開放知識平臺、科學數據庫、文獻資源數據庫等組成，主要為生成式AI知識創造層提供知識資源和科學數據支持，使生成式AI能對大規模集成的知識集和數據集學習與訓練，生成新知識。

2.3生成式AI知識創造層

生成式AI知識創造層主要是通過GAN、深度學習算法工具基于智慧感知層對讀者需求的分析預測結果對智慧圖書館館藏資源庫、開放知識庫、科學數據庫、互聯網數據庫中的大規模數據集和知識集進行學習和訓練，生成滿足讀者個性化需求的新知識和數據，并通過智能終端與讀者交互，通過讀者反饋結果對生成的新知識和新數據不斷重組和優化，最終構建出最貼近讀者需求的知識系統，供讀者使用。

元宇宙沉浸式場景服務層是在對生成式AI知識創造層的新知識數據創造結果識別和使用的基礎上，借助數字孿生技術、增強現實技術、虛擬現實技術、高維仿真技術、3D建模技術建立元宇宙智慧服務場景，基于讀者的個性化需求為讀者匹配知識生成服務方案，個性化推薦生成性新知識，使讀者通過元宇宙虛擬數字化身、數字孿生體、數字生命體、沉浸式虛擬社區與AI快速交互、知識共享，快速解決學習與科研問題。

3元宇宙和生成式AI驅動下的智慧圖書館交互共享空間服務

3.1空間服務：智慧化的沉浸式交互場景服務

融入生成式AI和元宇宙的智慧圖書館交互共享空間借助生成式AI訓練模型、AI訓練系統、AI感知交互系統及元宇宙為讀者提供多樣化的智慧化沉浸式交互場景，使讀者的交互共享需求、人機對話需求、知識共享需求得到全面滿足。生成式AI通過對智慧圖書館館藏資源中的大規模數據集和知識集進行訓練和學習，分析讀者的個性化需求生成新的知識，通過與讀者不斷交互，結合讀者反饋對生成的新知識不斷優化，使最終生成的知識最貼近讀者實際。元宇宙賦予了智慧圖書館交互共享空間場景服務能力，讀者通過可穿戴設備、腦機接口、神經感應設備以“數字孿生體”的形態進入元宇宙空間，生成式AI生成的新知識由高維仿真、3D建模、全息投影技術轉換成可被元宇宙直接使用的場景數據，讀者在元宇宙空間中可通過多樣態的元宇宙場景實時獲取知識，與生成式AI實時交互，對智能生成的數據知識優化調整，健全知識體系，并通過“元宇宙實驗室”驗證和使用，借助“元宇宙社區”與其他讀者共享。同時，交互共享空間的智慧化沉浸式交互場景服務將智慧圖書館館藏資源、歷史文獻、實體文獻和數字資源轉化為可供識別計算的元宇宙場景數據，并通過構建元宇宙場景知識數據庫進行承載和存儲，支持智慧化的知識化融合和生成式的知識應用，在館藏資源、多源數據與元宇宙場景連接后，生成式AI借助大規模機器學習模型對知識數據集進行更深層次的挖掘、分析、學習和訓練，將知識數據的潛在價值通過元宇宙場景知識圖譜呈現出來，使讀者能夠更精準地探析知識的構成顆粒度和內在結構，通過挖掘知識間的關聯關系，更有效實現知識增值。

3.2空間延伸：智慧化的全域場景交互空間再造

元宇宙和生成式AI驅動的智慧圖書館交互共享空間實現了元宇宙虛擬空間、實體空間、知識共享空間、科學創新空間、智慧空間、閱讀空間、學習空間的全面融合，每一種類型的空間都在元宇宙世界中有與之對應的虛擬空間，讀者既可以選擇到實體空間閱讀學習，也可以借助智能連接設備進入元宇宙虛擬空間閱讀和學習。實體空間滿足讀者學習交流和體驗式創新需求，包括多種館藏資源、計算機軟硬件設備、多媒體交流設備、智能學習終端、科創設備、3D打印設備、全屏展示設備等，使讀者產生良好的學習體驗。為了使讀者具有舒適和諧的學習交流環境，實體空間還設置了智能溫控系統、智能調節系統、智能借還系統、自助終端系統、閱讀導航系統等，實現對室內空間的溫濕度和光照智能調節，幫助讀者快速借閱書籍。在元宇宙空間方面，高維仿真、全息投影、全景模擬、數字孿生等技術勾勒起與實體空間一一對應的元宇宙交互共享空間，虛擬場景、智慧場景、網絡社區、數字城市、知識共享空間、社會公共空間融合在一起，與實體空間交互耦合，形成了虛擬和現實全面融通的智慧化全域場景交互空間，實現了空間、資源、服務、場景的全域共享，使生成式AI的知識創造在實體空間和元宇宙空間的不同場景與讀者交互共享，使讀者獲得良好的知識服務體驗。例如，美國普林斯頓大學圖書館將生成式AI與“圖書館元宇宙”結合，搭建了Future innovation科學創造空間，針對全球科學前沿動態構建了“科學數據元宇宙服務平臺”，由AIChat學習模型對科學數據集訓練，挖掘科學數據集的內在關聯，建立新的知識體系，通過“元宇宙See社區”與科研用戶交互共享。

4結語

生成式AI和元宇宙的快速發展使智慧圖書館的空間結構發生了根本性改變，從信息服務、知識服務、智慧服務發展成智慧化的沉浸式交互場景服務。實現智慧圖書館交互共享空間再造需全面融入元宇宙和生成式AI，認識到交互共享空間的特征，從智慧感知層、資源支持層、生成式AI知識創造層、元宇宙沉浸式場景服務層等方面著手重塑交互共享空間的體系框架，實現智慧圖書館交互共享空間再造。智慧圖書館交互共享空間服務需從空間服務、空間延伸等方面，將技術、資源、空間、讀者全面融合起來，實現智慧化的沉浸式交互場景服務、智慧化的全域場景交互空間再造、元宇宙智慧文化價值的實現，進而為讀者提供優質的元宇宙交互共享知識服務。

參考文獻

［1］姚雪梅.人工智能與公共圖書館空間再造研究回顧與展望［J］.圖書館學刊，2019（3）：1-4， 31.

［2］璇琮坑.新時代圖書館的“頌歌”：芬蘭赫爾辛基Oodi圖書館［EB/OL］.（2020-03-09）［2024-1-4］.http：//www.360doc.com/content/20/0309/20/13005549_898015950.shtml.

［3］新浪讀書.2018圖書館空間再造與功能重組研討會在北京成功舉辦［EB/OL］.（2018-12-21）［2024-1-4］.http：//book.sina.com.cn/news/whxw/2018-12-21/docihqhqcir9113899.shtml.

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［6］方凌智，劉明真，趙星.超越現實和虛擬：空間視角下的元宇宙治理［J］.圖書館論壇，2023（10）：108-116.

［7］趙浜，曹樹金.國內外生成式AI大模型執行情報領域典型任務的測試分析［J］.情報資料工作，2023（5）：6-17.

［8］張嗣宏，張健.以ChatGPT為代表的生成式AI對通信行業的影響和應對思考［J］.電信科學，2023（5）：67-75.

［9］王靜靜，葉鷹.生成式AI及其GPT類技術應用對信息管理與傳播的變革探析［J］.中國圖書館學報，2023（6）：41-50.

［10］郭春鎮.生成式AI的融貫性法律治理——以生成式預訓練模型（GPT）為例［J］.現代法學，2023（3）：88-107.

（編輯編輯何琳）

Research on the reconstruction and service of interactive shared space in smart libraries?driven by metaverse and generative AI

Li? Hui

（Jiangsu Medical Vocational College， Yancheng 224005，China）

Abstract：? Based on the explanation of relevant concepts， this article constructs a system framework for the interactive shared space of smart libraries from four dimensions： intelligent perception layer， resource support layer， generative AI knowledge creation layer， and metaverse immersive scene service layer. It elaborates on the spatial services of the interactive shared space of smart libraries from three aspects： spatial services， spatial extension， and spatial value， aiming to improve the efficiency of smart library services.

Key words： metaverse; generative AI; smart library; interactive shared space