圖書館機器人分類及應用探討

摘" 要：隨著科技的發展進步，機器人越來越多地參與到圖書館的業務工作當中。該文按照所擔任的工作職能對圖書館機器人進行分類，并列舉不同種類機器人在我國公共圖書館及高校圖書館的相關應用實例；結合圖書館機器人當前發展現狀，對未來圖書館機器人發展提出合理化建議。

關鍵詞：圖書館機器人；機器人分類；機器人應用；智慧圖書館；機器人技術

中圖分類號：G250.7" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）04-0189-04

Abstract： With the development of science and technology， robots are more and more involved in the business work of the library. This paper classifies library robots according to their work functions， and lists the relevant application examples of different kinds of robots in public libraries and university libraries in China; based on the current development situation of library robots， this paper puts forward some reasonable suggestions for the development of library robot in the future.

Keywords： library robot; robot classification; robot application; smart library; future development; robot technology

機器人技術是機械學、力學、傳感技術、控制理論、人工智能技術、仿生學和工程學等多學科融合的一門綜合性技術。機器人技術已經成為世界上制造強國及高科技研發公司競相發展的技術之一，我國十分重視機器人技術發展及應用，機器人技術已經被作為提升制造業整體水平，實現由“制造大國”向“制造強國”轉變、由“中國制造”向“中國創造”轉變的重要技術手段之一。

經過半個多世紀的發展，機器人大致經歷了3個階段的發展，即第一階段程序控制機器人，按照事先編制的程序，機器人進行重復工作，主要應用于工業生產領域，通常也稱為工業機器人；第二階段具有一定感覺和自適應能力的機器人，能夠通過傳感器對環境進行判斷，從而調整工作狀態或改變作業內容；第三階段智能機器人，能夠通過人工智能技術實現決策判斷，具有很強的自適應能力和學習能力[1]。隨著研發與制造技術的完善，以及人工智能等技術的發展，機器人技術在我國圖書館事業中也得到了極大重視，伴隨著圖書館資源的海量增長以及圖書館業務和服務的重大轉型，圖書館機器人的種類也越發靈活多樣，我國各級各類圖書館中幾乎都能看到機器人忙碌工作的身影，機器人在傳統圖書館向智慧化圖書館探索的道路上發揮著不可或缺的作用。

1" 圖書館機器人按職能分類及代表性應用舉例

隨著機器人技術的日益完善，以及伴隨著圖書館業務和服務能力的不斷提升，越來越多的機器人被引入圖書館，成為圖書館邁向智慧時代的“智能館員”，對于提高圖書館工作效率、提升圖書館資源整合效果、提供個性化讀者服務等方面[2]，均發揮著舉足輕重的作用。按照所擔任的工作職能進行劃分，圖書館機器人可分為智能咨詢聊天機器人、自助借還書機器人、庫存管理機器人和其他圖書館專業服務機器人等種類，圖書館機器人按職能分類如圖1所示。

1.1" 智能咨詢聊天機器人

智能咨詢聊天機器人是目前在全國各級公共圖書館及高校圖書館中應用最多、功能最多樣化的機器人，此類機器人又根據其所擅長提供服務的專業傾向，可細分為綜合咨詢聊天機器人和學習輔助機器人。

綜合咨詢聊天機器人通常配備了先進的語音識別和自然語言處理技術，可以與讀者進行實時的語音交互，幫助讀者解答各類問題。可以為讀者進行圖書館信息查詢，例如查詢圖書館營業時間、各閱覽室開放時間及位置、圖書借閱規則、讀者卡證辦理規則和館內開展的主題活動等信息；可以為讀者提供書籍檢索、借閱服務，通過對圖書館書籍資源數據庫、讀者用戶數據庫等進行綜合訪問，獲取圖書資源位置、庫存狀況、讀者借閱權限等信息，從而實現讀者一站式借閱；該類機器人也可具備閑聊功能，通過內置閑聊功能語料庫或外接互聯網查詢，可以回答讀者提出的非圖書館專業性問題，例如查詢天氣、出行路線、搜索美食等。

國家圖書館數字圖書館體驗區的機器人“小圖”，便是綜合咨詢聊天機器人的代表之一。“小圖”的“大腦”為部署在本地的智能云平臺系統，可通過機器人自身配備的觸摸屏、安裝在手機或平板電腦上的移動端APP以及智能語音識別系統等對該機器人下達指令、進行控制操作。“小圖”能夠實現的功能以及提供的服務主要包括：語音交互、人臉識別、證件識別、書籍檢索、講解演示、導航功能、日志管理、統計管理和任務管理等[3]。

與綜合咨詢聊天機器人相比，學習輔助機器人的功能性、專業性則更加突出。學習輔助機器人也通常配備語音識別系統和自然語言處理技術，以用來為讀者提供個性化學習支持。可以接入圖書館的自建資源數據庫和在線資源庫，幫助學習者了解和使用圖書館的資源；可以與讀者進行交互，理解其學習需求和偏好，還可以通過機器學習算法，了解讀者的學習習慣，提供個性化學習建議，推薦個性化有針對性的實用資源，能夠極大地增強學習者的學習體驗，提高學習效率。

1.2" 自助借還書機器人

隨著廣大讀者對于圖書館自動化借閱歸還圖書的需求日益旺盛，自動借還書機器人也在越來越多的圖書館擔任重要職能。自動借還書機器人通過掃描書籍的條形碼或RFID標簽，將書籍與圖書館數據庫進行關聯，從而跟蹤每本書的實時狀態。當自動借還書機器人接收并處理讀者的借書請求，即通過自動導航系統導航到目標書架，找到并取回所需書籍交予讀者；一旦讀者完成借閱，機器人及時自動更新數據庫，并在歸還書籍時執行相同的操作。

根據自動化程度、借還書實現方式和智能化程度，目前圖書館在用的自動借還書機器人大致可分為3類[4]。

第一類柜式自助借還書機器人，其外形類似于銀行ATM機或食品自動售賣機，由帶有傳送及智能識別裝置的獨立圖書機柜并聯而成，讀者通過刷卡、掃碼等形式進行自助圖書借閱。柜式自助借還書機器人常見于社區圖書館或移動圖書館等。

第二類基于智能倉儲的自助借還書機器人，依賴于物聯網、導航、RFID、機械傳送和自動化控制等多種技術，構建起一整套集圖書自助借閱、歸還、傳送和信息更新等功能于一體的圖書館智能服務系統。例如深圳寶安圖書館的智能分揀還書系統是我國圖書館中智能化水平很高的基于智能倉儲的自動還書系統。其為立體式、分工合作系統架構，分為上層分揀區和下層換箱區兩大部分，由圖書分揀機器人和圖書搬運機器人在上下兩層區域中分別運行、互相配合完成工作。當讀者進行還書操作時，系統讀取圖書信息，同時調度圖書分揀機器人根據指令接收歸還圖書，接受之后圖書分揀機器人即通過導航避障、規劃路線將圖書運送到指定格口，并將圖書投入該格口。格口下置書箱用于暫存讀者歸還的同類目圖書，當該書箱收滿一箱圖書后，圖書搬運機器人即接到相關指令并按照書架架位地圖規劃路線進行導航，最終將已滿書箱運送交至圖書管理員，同時另一臺圖書搬運機器人會將空箱進行補位[5]。

第三類獨立運動式自助借還書機器人，其外形多為帶有機械手臂、操作面板的類人形機器人，當讀者進行圖書借閱或歸還時，該機器人可通過識別讀者卡或進行人臉識別等獲取讀者信息及圖書借閱信息，并可通過識別書籍RFID信息等方式關聯至圖書館數據庫中的書籍所在物理地址，通過自身導航系統與圖書館館區地圖信息系統的結合，到達指定地點，通過機械臂獲取圖書，最終幫助讀者完成自助式圖書借閱歸還服務。

1.3" 庫存管理機器人

庫存管理機器人根據職能和工作架構的不同，又可分為智能盤點機器人和智能化書庫2類。

智能盤點機器人通常配備自動掃描設備和RFID讀取器，并與圖書館庫存管理系統數據庫相鏈接，能夠自動掃描書架，檢查圖書的架位和數量，并將盤點信息更新到庫存管理系統數據庫中，且當掃描到放錯架位的圖書后，能夠進行報警提醒。天津大學的“智圖”盤點機器人[6]和南京大學的“圖客”盤點機器人[7]，集掃描盤點、導航定位、智能識別等功能于一身，極大地提高了圖書館盤點圖書的效率和準確度，有效推動圖書館盤點和排架工作向智能化方向發展。智能化書庫通過自動化系統與倉儲管理軟硬件相結合的方式，具備圖書館自動化庫存管理、自動存取、流通分揀等功能，實現圖書的高密度儲存和高效率利用。蘇州圖書館北館智能立體書庫是國內首個大型智能化書庫，其一至三樓為文獻存儲集散功能區，可容納700余萬冊藏書。該智能化書庫，實現了大容量圖書的高密度存儲，解決了圖書館因館藏量大而造成的庫存和容量壓力；配備有自動存取和分揀傳輸系統，與該館網上借閱系統和圖書館業務管理系統對接，實現便捷的讀者借閱和圖書調配功能；同時實現了機器主動運維以及遙感控制等技術創新。

1.4" 其他圖書館專業服務機器人

圖書館的服務內容和服務形式多種多樣，因此應用于圖書館業務的機器人也種類繁多。比如，以國家圖書館基藏庫軌道物流傳送系統和清華大學的圖書智能通還小車等為代表的圖書搬運機器人，進行文獻數字化加工制作的文獻掃描機器人，進行圖書館書籍自動消毒和書架、圖書清潔的圖書消殺機器人，為視障和聽障人士提供圖書檢索、閱讀等服務的特殊服務機器人等等，這些機器人不同程度地參與著現代圖書館中不同類型的工作，都為提高圖書館運行效率、提升讀者資源獲取效率、增強知識和文化傳播力發揮著重要作用。

2" 未來圖書館機器人發展建議

2.1" 提升軟硬件技術水平，為走向智能化筑牢基礎

如今圖書館正在向智慧化階段進階，圖書館機器人是進階之路上的得力助手，目前圖書館機器人已經廣泛采用人工智能等技術手段，但是大多機器人仍無法理解讀者的復雜信息獲取需求，且不能提供真正基于個人實際需求的個性化知識服務，因此，加強圖書館機器人的人工智能技術的研發與應用，加強大語義模型的開發、測試、訓練等工作，加強機器學習、深度學習、語音識別和自然語言處理等技術的創新研發工作，是機器人獲得智能、提供智慧化服務的基礎。

同時，也應加強圖書館機器人硬件性能的技術研發工作，例如開發功能和性能更加強大的處理器以提升圖像和語音識別能力，開發更持久耐用的電池模塊以支持機器人長時間、高效率的工作。軟硬件技術的發展，是圖書館機器人獲取智慧的保障。

2.2" 注重資源庫、數據庫建設，提升人機交互能力

機器人為圖書館創新服務方式帶來了機遇，使得圖書館服務更加專業化、精細化、智能化，但目前有的圖書館機器人產品更多的是提供娛樂功能，如展示才藝、搞笑娛樂等，偏離了圖書館的核心功能及核心屬性[7]。圖書館機器人的服務質量依賴于圖書資源庫、音視頻資源庫、古籍資源庫和特殊館藏資源庫等資源的質量和數量，也依賴于讀者信息庫、庫存變化信息庫、證卡信息庫等數據庫的完善程度及實時數據更新能力。優質的資源才是圖書館能夠為讀者提供的核心價值，而具備能夠專業化查找資源、擁有資源整合能力、提供個性化服務的機器人才是圖書館廣大讀者所真正需要的高科技工具。同時需做好各類資源庫和數據庫的系統集成，合理進行接口的前期規劃和設計，保證機器人調用資源和數據時順暢、高效。而人機交互功能的設計也應以提供優質資源和服務為導向去進行設計和應用，方能使圖書館機器人成為讀者的良師益友。

2.3" 提供個性化服務，關注特殊群體需求

目前圖書館機器人能夠承擔諸多圖書館主體業務工作，但其當前所處的發展階段，仍受限于機器人研發公司、工業生產技術等業態發展狀況，在提供個性化服務方面仍有很大進步空間。未來圖書館機器人的設計和研發，應更加貼近于圖書館行業發展現狀及讀者最更根本的資源獲取需求，以及更加著眼于特殊群體的群體特征及由于自身不便所帶來的迫切需求，比如關注青少年讀者對于資源的需求特點及資源檢索習慣，設計專門為青少年讀者提供資源服務的專業性機器人，為青少年獲取更多優質資源提供便利、為培養青少年讀者的文化自信提供養料；比如關注視障、聽障等讀者群體的需求，設計開發能夠輔助特殊群體讀者有效獲取資源的機器人，增加友好互動功能，使得更多人擁有公平獲取圖書館資源的機會。

2.4" 加強隱私保護，注重信息安全

圖書館機器人記錄了大量讀者用戶的個人信息和借閱數據，同時又與圖書館內眾多業務系統通過接口相連接，而圖書館機器人往往具有一定空間內的自由移動性，因此，圖書館機器人的信息安全問題尤其應當引起重點關注。在設計層面，應加強圖書館機器人的安全設計，加強資源庫和數據庫安全監管、設置細化不同用戶訪問權限、定期進行安全審計等，以保護用戶隱私；為機器人設置報警操作，一旦數據庫遭到入侵或盜用，立即向網絡安全管理員報警提醒，并采用即時切斷自身電源或網絡連接等“硬操作”防范非法動作繼續進行。在使用層面，應加強網絡通信安全保護，加強局域網安全防范、使用加密技術、設置防火墻等；并應在圖書館館區內加強監控，時刻監督圖書館機器人的運轉情況，減少安全隱患。

3" 結束語

機器人技術的進步走在時代發展前沿，圖書館機器人的應用是圖書館邁向智慧化時代的有力推手，種類繁多的機器人在圖書館中承擔著不同職能的業務工作，各司其職，為圖書館創新服務形式、提升服務效能發揮著重要作用。圖書館機器人是智能化時代的機遇，同時也面臨著諸多挑戰。應提升軟硬件技術水平、為圖書館機器人走向智能化筑牢基礎，注重資源庫數據庫建設、提升人機交互能力，以用戶為導向、提供個性化服務、關注特殊群體需求，加強隱私保護、注重信息安全，全面提升未來圖書館機器人的專業性、智能性，為提升圖書館優秀資源挖掘深度、鞏固優質資源利用轉化成果、提升個性化創新性服務效能提供強大助力，成為圖書館講好中國故事、傳播好中國聲音的有效途徑。

參考文獻：

[1] 李磊，殷寶吉.機器人技術基礎及應用[M].北京：機械工業出版社，2023：78-83.

[2] 顏湘原.智能機器人對圖書館服務效能的影響路徑研究——基于調查問卷的實證分析[J].河南圖書館學刊，2021，41（2）：123-126.

[3] 申悅.人工智能機器人在圖書館的設計與實現——以國家圖書館數字圖書館體驗區為例[J].圖書館，2020（6）：37-41.

[4] 焦潔.圖書館智能機器人應用研究[D].鄭州：鄭州大學，2020.

[5] 效率是人工的10倍以上！寶圖現圖書智能分揀“黑科技”[EB/OL].（2019-08-17）.https：//m.thepaper.cn/baijiahao_4188510.

[6] 圖書館AI機器人 讓海量圖書各就各位[EB/OL].（2019-11-25）.https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1651165076520324901amp;wfr=spideramp;for=pc.

[7] 楊揚，鄭玄.機器人技術與圖書館服務創新的融合研究：進展、問題和前景[J].國家圖書館學刊，2021，30（6）：78-87.