基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：文章在概述ChatGPT、智能問答系統(tǒng)原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了虛擬館員智能問答系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，從系統(tǒng)架構(gòu)、問答流程及功能模塊設(shè)計(jì)了基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)，并通過仿真測試實(shí)驗(yàn)從答案自動生成速率、答案自動生成準(zhǔn)確率兩個方面驗(yàn)證了基于ChatGPT虛擬館員智能問答系統(tǒng)的性能，最后從讀者研究對象輔助者、語言文字潤色者、文本生態(tài)構(gòu)建者三個方面歸納了基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)的應(yīng)用場景，旨在提升虛擬館員智能問答系統(tǒng)的適用性。

關(guān)鍵詞：ChatGPT；虛擬館員；智能問答系統(tǒng)

中圖分類號：G250.7；G252.61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Designing an Intelligent Qamp;A System for Virtual Librarians Based on ChatGPT

Abstract Building upon an understanding of ChatGPT， the principles and characteristics of intelligent question answering systems， this paper delves into the design requirements for a virtual librarian's intelligent question answering system. It outlines the architecture， question answering process， and functional modules of a virtual librarian's intelligent question answering system based on ChatGPT. Through simulation testing experiments， the system's performance is evaluated in terms of automatic answer generation speed and accuracy. Additionally， the paper summarizes the application scenarios of the virtual librarian's intelligent question answering system based on ChatGPT， focusing on assisting reader research objectives， refining language and text， and constructing a text ecosystem， with the aim of enhancing the system's usability.

Key words ChatGPT; virtual librarians; intelligent question answering system

1 引言

ChatGPT（Chat Generative Pre-trained Transformer）的產(chǎn)生改變了人機(jī)交互方式和知識生成模式，開啟了人工智能知識生成的新紀(jì)元，給智慧知識問答服務(wù)帶來了新動能。一方面，ChatGPT融入到智能問答服務(wù)中能創(chuàng)造全新的知識樣態(tài)，拓展讀者的認(rèn)知邊界，激發(fā)讀者創(chuàng)意，豐富知識服務(wù)內(nèi)容，構(gòu)建智能生成的知識服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)向人工智能知識生成性問答服務(wù)轉(zhuǎn)型。另一方面，ChatGPT可以彌補(bǔ)知識服務(wù)的不足，促進(jìn)智慧交互服務(wù)發(fā)展。然而，ChatGPT在賦能知識問答服務(wù)方面有哪些特征，智慧問答服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)模式如何，虛擬館員智能問答系統(tǒng)適用于哪些應(yīng)用場景，該如何基于ChatGPT服務(wù)端口設(shè)計(jì)虛擬館員智能問答系統(tǒng)，這些問題需要進(jìn)一步探索和解決。為此，本研究結(jié)合ChatGPT和智能問答系統(tǒng)的原理、特征，從系統(tǒng)架構(gòu)、問答流程、功能模塊設(shè)計(jì)了基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真測試，指出了該系統(tǒng)的適用場景，為推動以ChatGPT為代表的大型AIGC（Artificial Intelligence Generated Content，生成式人工智能）模型在智慧服務(wù)中的應(yīng)用提供思路和方法。

2 ChatGPT、智能問答系統(tǒng)概述

2.1 ChatGPT

ChatGPT是美國Open AI公司推出的一款聊天機(jī)器人程序，是應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法的自然語言處理工具[1]，能在預(yù)訓(xùn)練階段基于訓(xùn)練階段的模式和統(tǒng)計(jì)規(guī)律自動生成答案，還能基于與用戶聊天過程的上下文語境與用戶互動，幫助人們撰寫郵件、文案、代碼、腳本等[2]。同時(shí)，ChatGPT也是一種全新的語言信息處理工具，它采用了大量語言處理模型（Large Language Model， LLM），通過輸入大量語義文本構(gòu)建語料庫進(jìn)行大規(guī)模訓(xùn)練，使其獲得類似人的語言認(rèn)知理解能力，本質(zhì)上是生成式人工智能（Artificial Intelligence Generated Content，AIGC）的應(yīng)用落地，能夠?qū)崿F(xiàn)語義交互、互動對話、機(jī)器翻譯，為使用者提供高效的語言交互體驗(yàn)[3]。ChatGPT強(qiáng)大的功能主要在于它應(yīng)用了前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Freedforward neural network）和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Recurrent Neural Network）融合建立起深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型包含了多種潛藏的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，每類潛藏的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含多種神經(jīng)元，分布在潛藏神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點(diǎn)的神經(jīng)元可以處理復(fù)雜的神經(jīng)反射信號，對于復(fù)雜信息也能快速反饋[4]。此外，ChatGPT作為一種大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，主要通過源于互聯(lián)網(wǎng)空間和社交媒體海量文本數(shù)據(jù)對語言模型的大規(guī)模訓(xùn)練，從而產(chǎn)生語言自動生成和語義理解能力，滿足用戶提出問題的交互式對話需求，針對用戶問題的語言邏輯理解、分析和預(yù)測提供語料支持，因此，ChatGPT經(jīng)常作為圖書館智能問答系統(tǒng)的重要組件，幫助讀者答疑解惑。

2.2 智能問答系統(tǒng)

智能問答系統(tǒng)（Question Answering system）是一種高級形態(tài)的信息檢索，基于用戶提出的問題用最簡潔的自然語言進(jìn)行回答，是神經(jīng)語言程序?qū)W（Neuro-Linguistic Programming）研究的一個重要方向[5]。智能問答系統(tǒng)一般由問題分析、知識融合、答案生成3個功能模塊組成。其中，問題分析模塊包括問題歸類、特征詞提取兩部分；知識融合模塊包括結(jié)構(gòu)化信息抽取、非結(jié)構(gòu)化信息抽取和知識聚類；答案生成模塊包括答案提取、答案聚類、答案驗(yàn)證。智能問答系統(tǒng)主要分為兩類：第一類是文本推薦匹配式，主要是通過大規(guī)模文本數(shù)據(jù)集訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過判斷問題相似度進(jìn)行答案匹配，然而該方法需要建立大規(guī)模問題庫，通過對問題庫所有問題檢索匹配相似度最高的答案，反應(yīng)速度會隨著問題規(guī)模的增大降低；第二類是文本自動生成式，其主要方法是通過海量科學(xué)數(shù)據(jù)集對預(yù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，通過對用戶問題的語義分析、內(nèi)容分析快速生成文本答案，該方法是當(dāng)前智慧圖書館智能問答系統(tǒng)應(yīng)用的主流[6]。

3 虛擬館員智能問答系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求分析

虛擬館員智能問答系統(tǒng)主要是針對讀者書籍借閱、遠(yuǎn)程服務(wù)、信息獲取、知識服務(wù)、資源下載、知識咨詢方面的問題提供咨詢和引導(dǎo)，也就是應(yīng)用ChatGPT預(yù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)現(xiàn)的人機(jī)智能問答交互替代傳統(tǒng)的館員咨詢服務(wù)，減輕圖書館員的工作壓力[7]。本文首先根據(jù)圖書館的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)智能問答系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)，如需要提供各種文獻(xiàn)資源的快速精準(zhǔn)查詢、需要滿足不同用戶群體的需求等。其次，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能問答系統(tǒng)的技術(shù)也在不斷進(jìn)步，本文通過技術(shù)發(fā)展趨勢和應(yīng)用場景的結(jié)合，設(shè)計(jì)出更高效、智能、實(shí)用的智能問答系統(tǒng)。最后，通過用戶調(diào)研和用戶反饋，了解用戶對智能問答系統(tǒng)的期望和需求。按照虛擬館員智能問答系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求框架，讀者對虛擬館員智能問答系統(tǒng)有以下基本使用需求：①書籍文獻(xiàn)精確查詢需求。虛擬館員智能問答系統(tǒng)要能針對讀者提出的“書籍文獻(xiàn)查詢”問題快速給出“目標(biāo)書籍文獻(xiàn)”的信息，信息中需包括作者信息、書籍文獻(xiàn)狀態(tài)信息、書籍文獻(xiàn)引用信息等；②信息數(shù)據(jù)快速獲取需求。智能問答系統(tǒng)需根據(jù)讀者提出的“信息數(shù)據(jù)查詢獲取問題”給出信息數(shù)據(jù)目錄、鏈接及獲取方式，需要清晰標(biāo)注數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)內(nèi)容、信息狀態(tài)、數(shù)據(jù)格式等；③知識信息咨詢需求。讀者在提出專業(yè)的知識問題后或是尋求新的文本內(nèi)容、代碼、文案、圖像，虛擬館員智能問答系統(tǒng)需快速響應(yīng)，針對現(xiàn)有的知識資源生成新的知識，為讀者提供全新的文本知識、代碼、文案、圖像；④學(xué)科問題快速解答需求。虛擬館員智能問答系統(tǒng)能對讀者提出的學(xué)科問題精準(zhǔn)識別，借助預(yù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對讀者提出的學(xué)科問題進(jìn)行語義分析、內(nèi)容分析，結(jié)合已有的大規(guī)模學(xué)科科學(xué)數(shù)據(jù)集對預(yù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練，針對問題自動生成新的知識內(nèi)容，為讀者快速解答問題；⑤歷史信息快速查詢需求。主要幫助讀者查詢歷史提問和及時(shí)更新的回復(fù)，及時(shí)更新的回復(fù)能給予讀者一定的提示。

虛擬館員智能問答系統(tǒng)還要能給讀者帶來良好的操作體驗(yàn)，用戶端設(shè)計(jì)要具備良好的人機(jī)對話效果，需滿足讀者的人機(jī)對話需求、人機(jī)交互需求、智能檢索需求、語音操作需求，進(jìn)而為讀者提供良好的操作體驗(yàn)。

4 基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)使用美國Open AI已公布的ChatGPT4.0版本的框架、接口及開源代碼設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[8]。館藏資源、科學(xué)數(shù)據(jù)及其他學(xué)科數(shù)據(jù)普遍存儲于不同的數(shù)據(jù)庫中，因此需要在已訓(xùn)練好的ChatGPT-4模型基礎(chǔ)上針對已有的資源數(shù)據(jù)做針對性訓(xùn)練，使用ChatGPT-4中的自然語言處理工具對讀者提出的問題轉(zhuǎn)化，由ChatGPT-4對問題識別分析，基于已有的大規(guī)模科學(xué)數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練結(jié)果自動生成內(nèi)容匹配給讀者。具體而言，基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)架構(gòu)可劃分為4層，分別為應(yīng)用層、計(jì)算層、邏輯層和數(shù)據(jù)層，如圖1所示。

（1）應(yīng)用層。應(yīng)用層主要是針對讀者的智能問答需求以可視化操作界面的形式將系統(tǒng)功能模塊呈現(xiàn)出來，該層主要采用了B/S結(jié)構(gòu)，使用Tableau和QlikView可視化工具完成頁面布局和系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)的可視化展示。應(yīng)用層主要包括答案內(nèi)容自動生成、答案智能匹配、Tableau可視化、QlikView數(shù)據(jù)可視化，向讀者提供答案內(nèi)容自動生成、答案智能匹配、QlikView數(shù)據(jù)可視化多種人機(jī)交互方式，對于讀者提出的問題，系統(tǒng)會自動生成答案，并及時(shí)匹配給讀者，同時(shí)以知識圖譜和圖表的方式將答案的詳細(xì)信息呈現(xiàn)出來。

（2）計(jì)算層。計(jì)算層體現(xiàn)出虛擬館員智能問答系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及各種業(yè)務(wù)處理的能力，主要包括問答任務(wù)識別、ChatGPT-4交互訓(xùn)練、自然語言處理、自然語言交互標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)集調(diào)用計(jì)算。問答任務(wù)識別模塊主要對讀者提出的問題進(jìn)行識別，將讀者問題轉(zhuǎn)化為自然語言進(jìn)行處理。自然語言處理模塊主要是針對問題任務(wù)識別，將讀者問題轉(zhuǎn)化的自然語言進(jìn)行計(jì)算，形成可供ChatGPT識別的科學(xué)數(shù)據(jù)。科學(xué)數(shù)據(jù)集調(diào)用計(jì)算模塊一方面是對自然語言處理模塊轉(zhuǎn)化出的分散性的科學(xué)數(shù)據(jù)集加工融合成科學(xué)數(shù)據(jù)集，另一方面是對分布在館藏資源數(shù)據(jù)庫、知識庫、開放共享平臺及其他數(shù)據(jù)庫中與讀者問題高度相似的科學(xué)數(shù)據(jù)集調(diào)用計(jì)算，進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)，針對讀者問題自動生成答案。自然語言交互標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算模塊主要為讀者提供不同操作環(huán)境下的自然語言交互標(biāo)準(zhǔn)，讀者可根據(jù)實(shí)際情況自主選擇。

（3）邏輯層。邏輯層是虛擬館員智能問答系統(tǒng)的核心層，是系統(tǒng)算法功能實(shí)現(xiàn)的重要部分，主要包括自然語言分詞模塊、問題分類模塊、實(shí)體識別模塊、問題查詢模塊和ChatGPT-4算法函數(shù)模塊[9]。自然語言分詞模塊主要實(shí)現(xiàn)自然語言問題的初步計(jì)算處理，區(qū)分實(shí)體與非實(shí)體。問題分類模塊是針對讀者的問題進(jìn)行分類，并與ChatGPT-4預(yù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型形成映射。實(shí)體識別模塊是對讀者問題語句中的實(shí)體進(jìn)行識別，結(jié)合問題分類，形成供ChatGPT-4預(yù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)的科學(xué)數(shù)據(jù)集。問題查詢模塊將實(shí)體名稱和問題類型代入ChatGPT-4形成問題的分解與答案的自動生成。ChatGPT-4算法函數(shù)模塊是在答案自動生成后，結(jié)合實(shí)體類別和問題分類代入到算法函數(shù)校正，保障自動生成的答案具有可用性。

（4）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層主要包括館藏資源數(shù)據(jù)、海量的科學(xué)數(shù)據(jù)集、知識庫、問答語料、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)等，針對ChatGPT-4自動生成的答案在讀者調(diào)取使用后，可采用Neo4j數(shù)據(jù)庫和MySQL數(shù)據(jù)庫存儲，其中Neo4j數(shù)據(jù)庫可通過屬性圖對各類強(qiáng)關(guān)系數(shù)據(jù)存儲，MySQL數(shù)據(jù)庫可存儲各類弱關(guān)系型數(shù)據(jù)。

4.2 問答流程設(shè)計(jì)

讀者使用虛擬館員智能問答系統(tǒng)產(chǎn)生的問題類型和語句格式較為固定，可以通過對問題識別、自然語言分詞、問題分類、科學(xué)數(shù)據(jù)集訓(xùn)練、實(shí)體識別、ChatGPT-4算法函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)答案的自動生成，向讀者智能匹配答案，如圖2所示。

智能問答系統(tǒng)問答流程主要分為以下步驟：

（1）對讀者問題產(chǎn)生的自然語言問句識別；

（2）使用自然語言分詞工具對問題語句進(jìn)行處理，對讀者問題意圖進(jìn)行預(yù)測；

（3）提取問題關(guān)鍵詞，基于關(guān)鍵詞特征對問題分類，使用命名實(shí)體識別技術(shù)對問題中的實(shí)體進(jìn)行命名并填充到ChatGPT-4預(yù)訓(xùn)練的科學(xué)數(shù)據(jù)集，針對問題進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)；

（4）使用數(shù)據(jù)庫查詢語句使ChatGPT-4模型與存儲各類科學(xué)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)庫連接，使用不同的科學(xué)數(shù)據(jù)集實(shí)現(xiàn)ChatGPT-4的大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)；

（5）針對問題的類別、實(shí)體，由系統(tǒng)計(jì)算問題的自然語言交互標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)計(jì)算得出的自然語言交互標(biāo)準(zhǔn)，自動生成答案，使用ChatGPT-4中的自然語言算法函數(shù)進(jìn)行校正，檢驗(yàn)初步生成的答案與問題的吻合度，若吻合度達(dá)到100%可直接反饋給讀者，若生成答案與問題吻合度低于100%，則重新進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)，再次生成答案。

4.3 功能模塊設(shè)計(jì)

4.3.1 用戶端功能設(shè)計(jì)

基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)用戶端功能設(shè)計(jì)如圖3所示。根據(jù)用戶端的功能需求進(jìn)行功能模塊設(shè)計(jì)。首先要將讀者行為進(jìn)行分解，系統(tǒng)需要對讀者的身份和行為進(jìn)行識別，讀者登錄系統(tǒng)時(shí)需進(jìn)行身份驗(yàn)證，當(dāng)讀者身份驗(yàn)證完成后進(jìn)入系統(tǒng)操作頁面提問。系統(tǒng)中的ChatGPT模型針對不同類型的問題識別，判定問題的標(biāo)準(zhǔn)是理解讀者提出的問題是否有指定標(biāo)記，例如讀者提出的問題包含“查找館藏資源”關(guān)鍵詞信息，系統(tǒng)通過智能爬蟲和數(shù)據(jù)清洗兩個步驟實(shí)現(xiàn)。首先，在算法工具中嵌入爬蟲框架，由定義好的爬蟲結(jié)構(gòu)填充相關(guān)內(nèi)容，再對讀者提出的問題進(jìn)行清洗，將館藏的書目信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)參數(shù)傳遞。智能爬蟲在獲得關(guān)鍵詞后進(jìn)行數(shù)據(jù)抓取，訪問的書目查詢系統(tǒng)獲得館藏資源列表。然后，由爬蟲工具中的正則表達(dá)式匹配獲得具體的館藏資源分布數(shù)據(jù)，根據(jù)讀者需求進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和計(jì)算，將讀者所需館藏資源的位置信息、分布信息、數(shù)量信息及內(nèi)容信息封裝成json數(shù)據(jù)傳遞到可視化操作界面。若讀者提出的問題需要系統(tǒng)解答，則進(jìn)入“智能回答”模塊，通過文本相似度算法對讀者提出的問題進(jìn)行文本相似度計(jì)算。為保障問題解答的精準(zhǔn)性，還需要添加文本相似度量的多重邏輯判斷，使系統(tǒng)具有一定程度的思考能力，實(shí)現(xiàn)不同類型問題的精準(zhǔn)理解，然后從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取與讀者問題高度關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)自動生成答案。

4.3.2 管理端功能設(shè)計(jì)

管理端的功能設(shè)計(jì)如圖4所示，主要劃分為管理員的基本操作和超級管理員的必要操作。在功能實(shí)現(xiàn)過程中系統(tǒng)的運(yùn)行程序需要與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)起來，通過數(shù)據(jù)庫操作語言實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的調(diào)用，因管理員需要負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)維，所以管理員在登錄系統(tǒng)時(shí)需要進(jìn)行身份驗(yàn)證，超級管理員在登錄系統(tǒng)時(shí)需進(jìn)行兩次身份驗(yàn)證。

在系統(tǒng)操作中，超級管理員和普通管理員具有的基本操作功能包括對讀者問題的管理，通過讀者行為記錄表和語料庫關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)，對于未回答的問題在得到管理員回答后，會填充到問題的語料庫，這一操作過程能使系統(tǒng)的語料庫不斷豐富，然后在讀者行為記錄表中記錄該回答，并將該條信息的閱讀狀態(tài)設(shè)置為讀者未讀，便于計(jì)算信息的未讀數(shù)量。

普通管理員實(shí)現(xiàn)基本的操作功能，超級管理員則可以對普通管理員進(jìn)行身份認(rèn)證、增加普通管理員、刪除普通管理員和查詢普通管理員。超級管理員通過數(shù)據(jù)庫操作語言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫信息數(shù)據(jù)的調(diào)用，數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)通過算法連接，算法中不僅嵌入了可供超級管理員使用的數(shù)據(jù)庫操作語言，還設(shè)置了提交和回滾機(jī)制。數(shù)據(jù)庫操作語句在自動生成后會自動連接數(shù)據(jù)庫提交操作，針對數(shù)據(jù)庫執(zhí)行語句批量提交時(shí)可能出現(xiàn)的運(yùn)行錯誤，設(shè)置了回滾操作來優(yōu)化操作步驟。

4.3.3 數(shù)據(jù)庫端設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫端設(shè)計(jì)分析如圖5所示。數(shù)據(jù)庫是虛擬館員智能問答系統(tǒng)運(yùn)行的重要保障，數(shù)據(jù)庫串聯(lián)系統(tǒng)的各個功能模塊，讀者行為記錄、管理員記錄、語料庫建設(shè)都離不開數(shù)據(jù)庫的支持。智能問答系統(tǒng)嵌入數(shù)據(jù)庫操作語句實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫信息數(shù)據(jù)的調(diào)用和增刪改查，通過MySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。智能問答系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中建立三張數(shù)據(jù)表（見表1—表3），分別為讀者行為記錄表、管理員表、語料庫表，表中字段基于需求進(jìn)行編輯。

讀者行為記錄表記錄了讀者的操作行為，如表1所示，讀者每進(jìn)行一次提問，數(shù)據(jù)表中id就會增加一次。管理員表記錄管理員的個人信息和操作記錄等內(nèi)容，如表2所示，其中的id、use-name、password、crate-time、login-time對應(yīng)個人信息，record對應(yīng)操作記錄。語料庫表記錄如表3所示，主要記錄讀者提出問題的語料和有關(guān)的問題（question）和答案（answer），以id作為標(biāo)識，區(qū)分不同類型的問題，并保障每個id對應(yīng)一個類型的問題。

4.4 系統(tǒng)性能仿真測試

上述過程使基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行，但其相較于傳統(tǒng)的智能問答系統(tǒng)是否具有更高的答案生成速率和答案生成準(zhǔn)確率還無法確定，為此設(shè)計(jì)仿真對比實(shí)驗(yàn)對設(shè)計(jì)的基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試與分析。

在測試過程中，主要將基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)與傳統(tǒng)智能問答系統(tǒng)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，由于讀者提出的問題不同，系統(tǒng)對讀者問題語句的回答方式也存在著較大差異。為了保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對實(shí)驗(yàn)外部環(huán)境參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置，通過系統(tǒng)自動生成答案速率和準(zhǔn)確率對系統(tǒng)性能進(jìn)行體現(xiàn)。自動生成答案速率計(jì)算公式為：

其中，TP表示自動生成答案正確的數(shù)量；t表示自動生成答案的單位時(shí)間。

自動生成答案準(zhǔn)確率計(jì)算公式為：

其中，F(xiàn)N表示自動生成答案錯誤的數(shù)量。

通過上述公式對智能問答系統(tǒng)性能指標(biāo)計(jì)算與獲取，進(jìn)而對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析。

通過實(shí)驗(yàn)獲得的自動生成答案準(zhǔn)確率對比情況如表4所示。可以看出基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)自動生成答案準(zhǔn)確率要高于傳統(tǒng)智能問答系統(tǒng)，最大值達(dá)到99%。整體測試結(jié)果顯示，基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)極大提升了自動生成答案的速率和準(zhǔn)確率，說明基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)具有良好的性能。

5 基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)的應(yīng)用場景

5.1 提供精準(zhǔn)的館藏信息查詢服務(wù)

基于ChatGPT構(gòu)建的虛擬館員智能問答系統(tǒng)具有較高的答案自動生成速率和準(zhǔn)確率，讀者使用智能問答系統(tǒng)查詢書目、咨詢學(xué)術(shù)問題、獲取專業(yè)領(lǐng)域資料，并對查詢到的文獻(xiàn)進(jìn)行分類整理，匯總成為觀點(diǎn)，在這個過程中，讀者基本不花費(fèi)大量的時(shí)間精力。基于ChatGPT構(gòu)建的虛擬館員智能問答系統(tǒng)具有良好的上下文理解和分析總結(jié)能力，讀者可以用其自動調(diào)取文獻(xiàn)資料，對文獻(xiàn)資料歸納總結(jié)與分析，整理形成綜述觀點(diǎn)。奧梅爾·艾登（?mer Ayd?n）等人借助提供的基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)以“養(yǎng)生保健中的數(shù)字孿生”為主題從學(xué)術(shù)資源庫調(diào)取文獻(xiàn)，用虛擬館員智能問答系統(tǒng)理解總結(jié)后，對智能問答系統(tǒng)提問，結(jié)果發(fā)現(xiàn)虛擬館員智能問答系統(tǒng)自動生成的文本內(nèi)容與原文本具有高度的匹配性[10]，能高效地回答問題。這也說明應(yīng)用ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對文本知識的快速加工整理和表達(dá)。同時(shí)，哈佛大學(xué)圖書館將ChatGPT-4融入本館的智能問答系統(tǒng)，被在校師生當(dāng)作數(shù)字秘書和科研助理，其中一位研究者使用基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)解決專業(yè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域問題，虛擬館員智能問答系統(tǒng)給出了20多種解決方法，提供了全新的統(tǒng)計(jì)學(xué)術(shù)語[11]，輔助其快速解決學(xué)術(shù)研究過程中遇到的難題。由此來看，基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)可以作為一種全新的學(xué)術(shù)研究輔助工具，幫助讀者快速查詢、匯總、加工、整理文獻(xiàn)資料，形成新的觀點(diǎn)，提供新的研究解決策略，輔助讀者進(jìn)行科研決策[12]。

5.2 幫助用戶對文獻(xiàn)進(jìn)行潤色

基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)針對不同讀者提出的相同問題具有不同的回答方式與回答內(nèi)容，生成的文本信息經(jīng)過機(jī)器加工和語義矯正，具有較高的質(zhì)量。同時(shí)，智能問答系統(tǒng)涵蓋的語料庫極為龐大，包括各國語言和各學(xué)科領(lǐng)域知識，可以根據(jù)讀者提出的問題使用各種語言進(jìn)行回答。基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)能根據(jù)讀者提出的問題生成不同風(fēng)格的語言文字。這些特性使基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)成為讀者有力的寫作助手。例如，2022年計(jì)算生物學(xué)家凱西·格林（Casy Greene）和米爾頓·皮維多里（Milton Pividori）使用基于ChatGPT-4的虛擬館員智能問答系統(tǒng)對研究性文獻(xiàn)進(jìn)行潤色[13]，系統(tǒng)幾秒鐘就給出了修改建議，幾分鐘就完成了文章修改，系統(tǒng)修改后的文章結(jié)構(gòu)更為完整、緊湊，幫助讀者節(jié)省了文章修改時(shí)間，讓讀者有更多精力從事基礎(chǔ)的研究工作。

5.3 為讀者建立全新的閱讀文本生態(tài)

應(yīng)用基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)強(qiáng)大的語言處理能力，讀者可以構(gòu)建全新的語言文本，融合不同學(xué)術(shù)文獻(xiàn)和語言資料打造全新的文本生態(tài)。網(wǎng)絡(luò)藝術(shù)家卡澤米受1999年舊金山圖書館發(fā)起的“全國小說寫作月”活動的啟發(fā)，在吉特哈伯（GitHub）發(fā)起了“全國小說生產(chǎn)月”活動，要求參與者可以使用任意ChatGPT衍生工具使用代碼程序創(chuàng)作小說，其中由美國哥倫比亞大學(xué)圖書館員、耶魯大學(xué)圖書館館員使用虛擬館員智能問答系統(tǒng)創(chuàng)作的小說作品在吉特哈伯社區(qū)公開，點(diǎn)贊量和閱讀量居于高位，其他參與者使用ChatGPT創(chuàng)作的文本內(nèi)容也會公開發(fā)表到吉特哈伯社區(qū)，供其他參與者閱讀、評論和下載[14]，讓參與者認(rèn)識到人工智能創(chuàng)作的高效性。讀者使用基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)不僅可以創(chuàng)作文學(xué)作品，還可以生成系列圖書，從圖書選題、撰寫、出版、策劃及書評都可以由人工智能完成[15]，讓讀者在大量自主閱讀學(xué)習(xí)的同時(shí)，也能高效高質(zhì)量創(chuàng)作，將自身的想法與創(chuàng)意通過語言文本呈現(xiàn)出來，建立全新的閱讀文本生態(tài)。

6 結(jié)語

本研究在概述ChatGPT、智能問答系統(tǒng)原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了虛擬館員智能問答系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，從系統(tǒng)架構(gòu)、問答流程及功能模塊設(shè)計(jì)了基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)，并通過仿真測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于ChatGPT虛擬館員智能問答系統(tǒng)的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)具有較高的答案自動生成速率和準(zhǔn)確率。最后從讀者研究對象輔助者、語言文字潤色者、文本生態(tài)構(gòu)建者三個方面總結(jié)了基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)的應(yīng)用場景。數(shù)字圖書館是讀者獲取知識的重要平臺，基于ChatGPT的虛擬館員智能問答系統(tǒng)的應(yīng)用能實(shí)時(shí)和精準(zhǔn)地為讀者提供知識問答、文本生成、自主創(chuàng)作、文獻(xiàn)歸納、智慧咨詢等方面的服務(wù)，能促進(jìn)館藏資源的高效應(yīng)用，提高智慧服務(wù)效率。

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作者簡介：劉驍斌，山西省圖書館館員，研究方向?yàn)閳D書館管理、讀者服務(wù)等。

收稿日期：2023-12-18本文責(zé)編：孫曉清