人工智能在高校图书馆的应用

2020-06-08关鑫

兰台内外 2020年5期

关鑫

摘要：人工智能作为新兴产业的核心技术，对传统行业的发展产生了巨大的冲击。本文介绍了人工智能的定义和发展阶段，分析了人工智能在高校图书馆应用的优势，提出了人工智能在高校图书馆应用的五个方向。

关键词：人工智能;AI;高校图书馆

Google旗下的DeepMind公司研发的AlphaGo围棋机器人战胜专业围棋棋手李世石，在全球引爆了新一轮的人工智能热潮。人工智能作为新兴产业的核心和世界各国竞争发展的战略技术备受国家重视。2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》，对人工智能产业进行战略部署;在2018年3月和2019年3月的政府工作报告中，均强调指出要加快新兴产业发展，推动人工智能等研发应用，培育新一代信息技术等新兴产业集群壮大数字经济。这已经是李克强总理连续三年三提人工智能，其重要性可见一斑。

一、人工智能

人工智能对普通人来说可能是一个很少接触的专业名词，对它的认知大部分停留在科幻小说或电影当中。其实人工智能离我们并不遥远，它就在我们身边，几乎无处不在。例如苹果的Siri、小米的小爱同学、阿里的天猫精灵、智能电视等智能助理的应用，改变了人们和机器交流的方式;QQ音乐、网易云音乐等音乐软件会应用人工智能技术向你推送你喜欢的歌曲;你的快递包裹送达的时间越来越短，是因为仓储机器人，物流机器人正帮助物流企业高效、安全的分发货物。人工智能在我们的生活中随处可见，那么什么是人工智能呢？

1.什么是人工智能

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门科学技术。人工智能是一门多领域综合科学，它涵盖的知识面非常广泛，包括计算机科学、数学、逻辑学、心理学、生物学、神经科学、仿生学、统计学、经济学、语言学和哲学等相关科学的内容。

目前，人们把人工智能分为三个级别：弱人工智能、强人工智能和超级人工智能。

第一，弱人工智能。可以代替人类处理某一领域的工作。完胜李胜石的AlphaGo就是典型的弱人工智能，虽然已经超越了人类在围棋界的最高水平，但在其他领域还差的很远，所以只能是弱人工智能。目前全球的大部分人工智能水平都处于这一阶段。

第二，强人工智能。强人工智能是指在各方面都能和人类比肩的人工智能，等同于人类智能的技术和学习能力。通俗的来讲强人工智能就是能胜任人类所有工作的人工智能。这也是所有人工智能企业目前想要实现的目标。

第三，超人工智能。牛津哲学家、知名人工智能思想家尼克·波斯特罗姆把超级人工智能定义为“在几乎所有领域都比最聪明的人类大脑都聪明很多，包括科学创新、通识和社交技能”。超人工智能是人工智能的发展趋势。就像苹果联合创始人史蒂夫·沃兹尼亚克预言的一样，到时超人工智能机器人接管一切，而人类将被机器人当成宠物一样照料。

2.人工智能的发展阶段

人工智能作为一种新兴技术它的发展并不是一帆风顺的，而是曲折前进的。人工智能发展到今天主要经历了三个阶段。

（1）起步期（1950-1970s）

1950年“计算机之父”阿兰·图灵在他的论文《计算机和智能》中提出了一个举世瞩目的想法——图灵测试。他设想：如果一台机器能够与人类开展对话而不能被辨别出机器身份，那么这台机器就具有智能。图灵还预言了真正具备智能机器的可行性，这也被看作是人工智能的一个起点。1956年，在由达特茅斯学院举办的一次会议上，计算机专家约翰·麦卡锡提出了“人工智能”一词。在那之后不久，最早的一批人工智能学者和技术开始涌现。达特茅斯会议被广泛认为是人工智能诞生的标志，从此人工智能走上了快速发展的道路。1958年，计算机科学家Rosenblatt发明了“感知器”（Perceptron），感知器是当时首个可以学习的人工神经网络。人们认为已经发现了智能的奥秘，人工智能研究进入第一个高潮期。然而，随着感知器缺陷的发现（只能处理线性分类问题）和当时计算能力的不足，人工智能研究在70年代陷入了低谷。

（2）第二阶段（1980s-1990s）

新型的神经网络算法BP（Back Propagation）算法的提出，解决了人工神经网络非线性分类和学习的问题。此外，针对某一领域的专家系统（如XCON专家系统，每年为公司节约超过四千美元的经费。）也在商业上获得成功应用，人工智能又迎来了第二次高潮。然而，由于BP算法被指出存在很多缺陷（如多层神经网络中梯度消失问题），专家系统也暴露出应用领域狭窄、知识获取困难、计算性能难以提升等问题。人工智能的研究进入了第二次低谷。

（3）第三阶段（2000s-至今）

2006年Hinton提出了“深度学习”的神经网络，深度学习算法的出现引起了广泛的关注，BP算法的缺陷被解决了，深度学习被应用到语音识别以及图像识别中，取得了非常好的效果。2011年IBM创造的认知系统机器人Watson在美国电视智力游戏《危险边缘》中轻松战胜前两届人类冠军，获得百万大奖。2017年11月由汉森机器人公司设计的人形机器人Sophia被沙特阿拉伯授予公民身份，成为第一个拥有人类公民身份的机器人。人工智能在大数据时代进入了第三次发展的高潮。

二、人工智能在高校图书馆应用的优势

21世纪什么最重要？人才最重要。中国人工智能方面的人才大部分集中在高校和研究所，清华大学凭借雄厚的科研基础优势汇聚822名国际人工智能人才，名列世界第一;上海交通大学以590人的数量屈居第二。据教育部公开信息显示，截止到2017年底，全国共有71所高校围绕人工智能领域设置了86个二级学科或交叉学科。清华大学、北京大学、中国科学院大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、东北大学、重庆邮电大学等一批高校也纷纷设立了自己的人工智能学院或人工智能研究院。2018年以前我国人工智能教育只有研究生、博士生培养，很少有院校开展本科生培养。针对这种状况，2018年4月，教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》，提出要完善人工智能领域人才培養体系，完善学科布局和建设。在政府和高校共同的努力下到2019年我国已经有35所高校开设人工智能本科专业。有着如此雄厚的人才储备，人工智能在高校图书馆应用无论是研发、实践还是后期维护都有着得天独厚的优势。

此外，高校图书馆还是人工智能技术转化应用的最前沿孵化基地。高校图书馆拥有良好的软硬件设备，充裕的项目资金，宽敞的实验场地，院馆（人工智能学院和图书馆）结合的优势，让人工智能技术更快更好转化为应用为高校图书馆服务。

三、人工智能在高校图书馆的应用

1.人脸识别

人脸识别技术是基于人的脸部特征，利用分析比较的人工智能技术识别人脸。人脸识别技术在高校图书馆中主要应用于门禁系统、自助借还、馆员考勤、自习座位预约、终端消费等业务服务。其中利用率最高的就是门禁系统。很多高校都是从原有的一卡通系统升级为人脸识别系统，相对来说花费小，见效快，解决了高校学生忘带卡、丢卡、卡被冒用等问题，实现高校图书馆管理无卡化、智能化，提升了闸机的通行效率，缓解通行高峰期拥堵。

人脸识别门禁系统流程图如图1所示。

图1 人脸识别门禁系统流程图

2.智能个人助理

经常使用电脑或者手机的人，一定对Siri、小爱同学、Cortana等这些虚拟个人助理不会陌生。只要说出指令，他们就会完成你所要求的任务。高校图书馆使用智能个人助理的时间最早可以追溯到2010年，2010年清华大学图书馆的“小图”正式上线，它可以和读者聊天、回答图书馆知识和问题、查询馆藏图书、查询百度百科还可以进行自我学习和训练。最初版本是文字交互的，随着人工智能技术（语音识别和自然语言检索技术）的发展，现在的高校图书馆智能个人助理可以以APP的形式全天陪伴在读者身边，用自然语言进行人机交互，不受时间和空间的限制。在你唤醒智能个人助理的时候，人工智能会收集你的指令信息，利用该信息进一步识别语音指令，并提供个性化的结果，甚至可以通过“不断了解读者”，预测读者的需求。

3.智能决策支持系统

利用智能决策支持系统，可以根据各高校图书馆馆藏情况、各专业学生数量、学生阅读偏好、图书馆采购金额，出版商出版信息和数据商数据库信息等大数据，利用智能策略库里的专业知识，分析处理后，会得出最优的采购策略，帮助高校图书馆轻松完成采购任务，优化馆藏结构，合理分配实体资源和数字资源所占比例。

4.机器人

广东智媒云图科技股份有限公司自主研发的首个基于计算机视觉的盘点机器人——Wonder Sheldon（简称书童），在《2018中国高校图书馆发展论坛》上惊艳亮相，它解决了高校图书馆传统盘点图书，图书量大，人员不足，周期长效率低的缺点。目前市场上通用的盘点机器人大部分应用无线射频识别（RFID）技术，这需要事先给每本书帖上电子标签，再配合接收器盘点，这样投入的人力资金巨大，还受无线电信号传输不稳定的影响。而“书童”则是通过扫描书脊，进而识别图书信息，对图书进行盘点，每小时可以盘点2.5万册，是人工的100倍。此外，图书整理机器人能代替传统人工，对图书进行分类、上下架、整理等工作，把馆员从重复枯燥的体力劳动中解放出来，提高了工作效率，让馆员有更多的时间和精力去做一些更有创新意义的服务。

5.智能建筑

智能建筑是人工智能技术与建筑艺术相结合的产物，它包括办公自动化系统（OA）、建筑自动化系统（BA）、通信自动化系统（CA）、消防自动化系统（FA）和信息管理自动化系统（MA），也称为“5A建筑”。高校图书馆应用智能建筑，不但节省能耗，还能免去人工操作不及时的麻烦，它会根据建筑里安装的感应器和处理器，智能感应室内外温度、湿度、光线，自动调节图书馆的冷暖空调、通风设备和照明设备，24小时不间断的监控电梯、消防设备，让读者的阅读环境更加舒适，更加安全。此外智能建筑的另一大优点就是弹性大。建筑内的空间不再是一成不变的，而是可以随时变化，可以改变空间的大小、背景颜色、家具形状和位置等，适应不同的需求，让读者时刻充满新鲜感，提升了高校图书馆自身的魅力。

四、结语

目前人工智能在高校图书馆的应用只是初级阶段，未来会有更多更好的人工智能技术应用于高校图书馆。我们高校图书馆人要紧紧跟随时代发展的潮流，努力学习新的人工智能技术，为高校图书馆的智能化发展做出贡献。

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