基于情境交互的高校图书馆移动App服务分析及探究*

王可慧 高建忠 毛瑞江 张晓丹

（1.西安交通大学图书馆 西安 710049；2.华中科技大学图书馆 武汉 430074）

近年来，人工智能交互技术的发展日趋成熟，视觉搜索的情境感知系统为人机交互对话提供了多重可能。互联网社交环境下，虚拟社区、交互问答平台等个性化社交网络服务彻底改变了用户和系统之间的沟通机制。在移动资源领域，富媒体、数字可视化资源加载量剧增。在全新的时代背景下，高校图书馆借助App移动终端及智能技术搭建起新的用户、环境、系统及资源的共享平台，在整合发现资源的领域优化用户体验，实现了图书馆移动服务升级转型。

1 国内外相关研究进展

在知网及Web of Science核心集中以题名=（“图书馆+App”or“图书馆+移动服务”or“图书馆+移动终端”or“图书馆+智能设备”or“图书馆+智能手机”and“年份=2000—2020”）作为检索式获取国内相关文献850篇、国外文献726篇，统计发文趋势如图1所示。国外的研究先于国内，国内外发文走势呈现一致性，发文量在2013—2015年间均达到峰值。使用Biblexcel等工具提取国内外文献中的关键词，得到国内外研究的高频关键词列表（见表1）。

图1 2000—2019年国内外发文趋势

通过浏览国内外文献关键词，发现研究均围绕移动设备、信息技术等主题展开，图书馆移动服务研究内容随时间和技术的更新而不断演变，移动服务领域的用户体验及服务提升均是国内外学者的关注点。早在1993年，美国南阿拉巴马大学图书馆以“无屋顶的图书馆计划”（the library without a roof project）为先导，该计划是图书馆领域第一次系统使用移动网络将PDA接入联机公共检索目录、商业在线数据库及互联网中[1]。随后2001年，日本东京大学图书馆开通了基于I-MODE的移动书目查询系统等短信通知服务。同年，芬兰赫尔辛基理工大学图书馆开始使用Portalify公司研发的图书馆Liblet系统，以短信的形式为读者提供图书到期、续借、预约、馆藏查询和参考咨询等服务[2]。我国移动图书馆服务最早由北京理工大学图书馆提供，随后重庆大学图书馆、吉林省图书馆、北京大学图书馆和清华大学图书馆等相继开始了以短信为主的图书馆移动服务[3]。2010年后App、社交媒体、WAP网站开始得到应用并不断发展，短信服务（SMS）地位不断下降。目前国内外高校图书馆移动服务方式主要涉及WAP网站、App、社交媒体3种，并且同一图书馆往往采取多种移动服务平台协同应用，图书馆的移动服务能力和效益明显增强，因此文章主要围绕移动图书馆的App展开研究。

表1 国内外研究高频词

2 国内外高校图书馆移动服务研究现状

2.1 国外高校图书馆移动服务研究进展

笔者通过检索文献关键词构建相关矩阵，得到国外移动服务研究关键词图谱（见图2），可直观显示有关移动服务的主要内容。

皮尤互联网和美国生活项目（The Pew Internet & American Life Project）发表的一份报告显示，74%的智能手机用户使用手机获取实时、基于位置的信息[4]。

2.1.1 App交互技术实践

国外研究除探讨传统的检索、借还、通知等服务方式外，还注重移动服务技术实践的探索，尝试将增强现实技术（Avgmented Reality, 简称AR）与位置感知技术（Location Based Service, 简称LBS）相结合。2002年奥地利维也纳理工大学研发出的ARLIB是一款基于位置的应用程序，应用基于笔记本电脑的移动增强现实系统，该系统安装有Fire Wire摄像机的头戴显示器，并采用Studierstube2.0软件供电。该应用程序旨在帮助用户导航从而准确定位图书位置。系统采用光学跟踪方法，依靠ARToolKit来识别标记书架位置，标记附着在书架和墙壁上，以确定用户的位置，以及书籍本身。该系统具备强大的多标准搜索引擎，并与一个支持Grafitti文本输入的接口相结合，可极大提升用户对图书馆环境的感知度[5]。

2.1.2 QR码实现资源及服务互联

美国伊利诺伊大学通过使用光学字符识别（OCR）识别文本信息，并利用移动光学字符识别应用程序协助学生搜索已知的书名，在一般主题领域或获取图书相关信息服务上发挥作用。2010年秋季，科罗拉多大学博尔德（CUB）图书馆启动了一项QR代码试点，以探讨QR代码是否能在物理空间、虚拟服务和用户之间提供一个管道。在CUB，移动设备在校园中扮演着越来越关键的角色，最常见QR代码使用方法是将图书馆的物理元素与它们的电子对应方链接[6]。例如，哈德斯菲尔德大学使用QR代码将当前期刊与电子版本连接起来，并在提供复印机等的服务点提供在线教程，实现实体与数字资源之间的智慧连接[7]。

2.1.3 基于图像及上下文感知的技术应用

2014年澳大利亚凯恩斯詹姆斯库克大学研发了一款基于上下文感知的移动智能App—Libgent。采用 AR技术将虚拟内容注册到现实世界中，这个过程被称为跟踪。该系统使用JADE代理技术将图书馆OPAC数据及图书分类法加载至App中，从而协助读者根据上下文情境来定位图书位置、规划馆内路线，引导读者找到图书所在分类书架位置，并鼓励读者在App中向图书馆反馈图书错位或丢失的信息[8]。2018年，美国宾夕法尼亚大学州立大学研究团队将智能手机频繁的屏幕捕获作为一种数据收集方法，相比传统的URL、查询日志记录和App，使用跟踪方法具有提供更多细粒度、纵向数据的潜力。采用OpenCV图像处理技术，对截图文本内容进行提取、表示和有效检索，方便用户直接使用图像信息检索图书馆资源[9]。

国外的高校图书馆尝试利用智能交互技术为用户提供服务，在实现基本服务移动化的基础上，借助智能技术全方位、多维度让用户主动获取资源及服务，积极引导用户借助App 获取图书馆交互服务，转变图书馆与用户之间的互动机制，为用户提供触手可及的细致化服务。

图2 国外移动服务研究关键词

2.2 国内高校图书馆移动服务研究进展

国内高校图书馆移动服务研究主要集中在移动App建设现状、信息服务形式、微信图书馆建设、App技术接受模型（TAM）及用户需求调研及智能技术前景分析等主要方向，理论研究较为成熟，应用实践相对较少[10]。国内移动服务研究关键词图谱见图3所示。

2.2.1 国内高校图书馆移动App建设现状

有学者对国内39所985高校图书馆的App进行调研，涉及App普及度、建设情况、开发模式、合作情况、区域特点、服务内容等，认为国内高校图书馆App开发主要依赖超星、书生和汇文等第三方公司，App服务千篇一律，缺乏基于本馆个性化服务特征，难以满足用户定制服务需求[11]。中国国家图书馆的移动服务基于客户端基本业务（资源检索、信息公告、信息查询、参考资讯、读者反馈等），在移动应用服务的设计和实现上进行尝试，并认为目前国内图书馆的App对信息推送、桌面插件、开放服务等方面利用不足[12]。有研究选取湖北省的123所普通本科院校图书馆作为调查对象，对移动服务的形式以及普及宣传情况进行调研，认为国内高校普遍采用超星公司研发的服务模块，在App服务设置上应以用户需求调研为本，推广差异化、个性化的服务项目[13]。

2.2.2 移动服务功能探究

有学者指出目前图书馆的移动服务只触及浅层，不能满足用户远程个性化、特色化和多元化的服务需求，涉及全文阅读、馆际互借、文献传递、参考咨询、视频点播、有声读物、电子借阅服务、RSS聚合、室内定位等功能很少[14]。经文献调研发现，我国图书馆移动服务最早始于2000年的短信息服务（SMS），2007年后WAP网站逐步兴起， 2010年后App、微博、微信公众号、自适应网页设计开始得到应用并不断发展，随后SMS地位不断下降。目前图书馆移动服务平台主要有WAP网站、App、微博、微信公众号, 并且同一图书馆往往有多种移动服务平台,移动服务能力和效益明显增强[15]。周玲元等学者融合面向服务及普适计算的双重特点，为智能图书馆情境感知服务系统设计出面向服务的中间件架构。中间件基于分层模式，主要为了解决分布式应用以及异构移动操作环境下的图书馆智能情境感知服务[16]。夏立新等借鉴互联网前沿理论SoMoMo模式实现“社交、本地化与移动”三者的整合，设计构建了自助智慧图书馆的整体思路，通过语义关联地理位置信息，读者可以定位周边的阅读场所并获取路线地图，并在App中实现分享书评及书目信息查找等服务，赋予图书馆App社交化和移动化属性[17]。

图3 国内移动服务研究关键词

2.2.3 移动交互技术的应用场景分析

在AR技术的应用上，有文章指出应将AR技术融入图书排架及资源融合、多媒体图书、图书馆导航、馆藏历史及古籍展示等项目中，利用手机的光学字符识别出相关的场景和图片，通过移动端实现纸质文献和数字文献的融合[18]。大型建筑的室内定位则可通过Wi-Fi网络三角定位、Wi-Fi指纹识别、QR码识别或者RFID技术来实现。借鉴区块链用户行为数据的研究，有学者认为智能合约达成智慧化，图书馆建设自建数据库与拓展自营业务是大势所趋。区块链是云计算下的一项技术，分布式管理和资源共享是其重要属性[19]。区块链去中心化、时间戳、安全密钥三大特征使得用户数据挖掘成为可能，借助互联网平台能够实时、点对点地实现数据传输，从而建立共享数据平台实现对用户行为数据的深层次分析。在自助对接服务实践上，上海交通大学借助智能手机、平板电脑等移动设备，与支付宝、微信等第三方支付应用合作，图书馆移动认证支付的自助形式被广泛推广与应用，图书馆的自助服务也逐渐朝多终端、智能化的方向迈进[20]46。在云计算应用领域，2018年我国台湾地区嘉义大学的学者应用云计算技术结合应用程序开发出一款针对移动阅读的App——云书架，该应用程序除能够阅读纸质书籍的电子版本外，电子书还配备了许多交互功能，如记录、文本搜索、超文本链接、书签和多媒体显示等交互功能，该系统借助云存储基数保障数字资源阅读的存储空间和获取易用性，能够快速高效地让用户通过移动端获取资源[21]。

国内外高校图书馆都将数字化移动服务作为其发展方向，在图书馆移动App的功能设计上都进行了不同程度的研究。国外研究在现有技术和网络环境下借助设备及应用程序为用户创造泛在化、即时性的服务方式，重塑图书馆服务生态系统，构建图书馆系统集成化、服务移动化、资源可视化的服务模式。国内研究注重揭示移动App服务现状及技术应用趋势，探讨了在新型互联网模式下，应多关注微信、微博等社交媒体的传播力，进而推动图书馆移动服务实现多媒体融合发展[22]。一系列探索都在推动图书馆服务向情景交互的场景发展，构建情境交互的图书馆移动App服务，旨在增强图书馆服务的可获性、即时性及主动性。移动技术和服务的创新能让用户有效感知图书馆的环境和服务，拓宽用户与图书馆之间的反馈机制及交互层级，掌握用户多元化、个性化的使用需求及行为路径，为提升移动App服务功能提供数据和技术支撑。根据国内外App建设的相关理论及实践，提出基于情境交互的图书馆App服务内容，为深化高校图书馆服务内容及形式提供契机。

3 情境交互视域下的高校图书馆移动App服务

3.1 情境交互的内涵

情境感知是指在普适计算环境中接收上下文参数，诸如用户的需求表达、环境信息、地理位置及设备等进行感知、获取、处理和反馈的过程[23]。情境感知技术将现实世界和信息世界充分地覆盖融合，在信息采集、传递和利用上能够有效提高图书馆的服务质量和效率[24]。因此高校图书馆移动App的服务设置应当面向用户，通过数据层、物理层、资源层及技术层的有机聚合，让图书馆服务从最初的导向设置向用户自助服务、优化服务流程的深层次服务过渡，进一步提高用户参与度，使移动App成为用户、图书馆数字系统之间的集成交互系统。随着移动感知技术和理论的深入发展，图书馆应当借助相关技术手段，整合现有的服务模式及资源体系，在用户与图书馆之间搭建基于情境交互的服务模式，激发用户主动获取图书馆服务的意识，进而为用户提供优质高效的知识服务传输渠道。

3.2 情境交互的技术设备支持

人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）主要是研究人和计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分，涉及认知心理学、人机工程学、多媒体技术、虚拟现实技术等密切相关的综合学科[25]。人与计算机之间的信息交换主要依靠交互设备进行，主要包括：①人到计算机的交互设备：键盘、鼠标、操纵杆、数据服装、眼动跟踪器、位置跟踪器、数据手套、压力笔等；②计算机到人的交互设备：打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器、以及音箱等。人机交互的交互技术分类：基本交互技术；图形交互技术；语音交互技术；体感交互技术等[26]。交互技术为用户感知图书馆资源与服务提供了现实可操作性，在图书馆提供的一系列交互技术和设备的基础上，用户通过图书馆App自主获取图书馆的各项服务及资源，实现服务的主动性和可获取性。目前AR是较为常见的一种交互技术，在AR的相关文献中提出了几种不同的跟踪和定向方法。一般来说，这些方法可分为三类：视觉、非视觉和混合。视觉方法包括基准标记、特征检测和边缘检测。非视觉方法依赖于额外的惯性传感器例如指南针和加速度计提供位置和方向信息。混合方法基于两种方法的结合，用基于传感器的数据来补充视觉系统（摄像机）。AR技术旨在通过补充用户对现实世界的感知和交互来简化日常任务。未来人机交互方式的发展方向正如微软创始人比尔·盖茨所言:“人类自然形成的与自然界沟通的认知习惯和形式必定是人机交互的发展方向”。

图4 情境交互的高校图书馆移动App构建体系

在App底层数据建设和维护上，云计算将成为移动系统的支撑平台。目前云计算在国内外高校图书馆已得到了广泛应用，主要以SaaS云服务模式为主，解决图书馆自主研发的困难，例如国内超星、书生及汇文移动图书馆，国外的Boopsie、BiblioMobiled等移动图书馆产品[27]。但目前云计算在图书馆应用领域缺乏个性化的实践，因此图书馆在未来移动服务系统设计上要有意识加强应用云计算技术，为程序搭建集成环境和平台，提供集服务器、存储设备及并行分布式计算系统，为不同服务需求分配处理时间，高效安全地输入和输出数据，在数据的采集及分析上利用云计算进行数据整合和挖掘。

3.3 情境交互理念下的高校图书馆移动App服务

随着现代技术设备自动化、智能化水平的不断提高，图书馆移动App作为一个复杂的人机交互系统，在服务的系统架构和资源布局上要能够及时感知用户意愿，为用户提供在线访问途径。在选择加入新型社交媒体平台时，图书馆需要考虑该应用程序将如何满足其服务目标。可采用以下标准：①用户群的大小，并与图书馆社区相适应；②技术的提供；③应用程序的内容可以与其他平台共享的程度；④应用程序的范围，以补充或取代现有媒体；⑤有意义的社区参与和参与的潜力[28]。正如Jenkins在2013年所指出的，需要对机制和“我们参与的条件”进行更多的研究[29]。基于国内外高校图书馆App的实践，结合图书馆基础业务结构提出基于情境交互的高校图书馆App系统架构，将App服务系统分为数据资源层、交互技术感知层、集成系统层、应用服务层。

3.3.1 数据资源层

由于图书馆数字资源类型及底层用户行为数据剧增，资源呈现富媒体化趋势，图书馆数据面临长期保存的现实问题，为了数据资源访问的稳定性，在数据存储布局上要依靠云计算存储技术。所有的元数据、资源库都布局在云端，图书馆不需再投入基础软件平台搭建、服务器及软件维护等方面的成本，这将极大降低移动程序的运营成本。在资源数据库的建设上对馆藏资源、数字资源、机构知识库进行整合，让用户可通过App端一站式获取所需资源及信息[30]。在资源类型上增加流媒体形式，根据高校不同用户群体的服务需求制作图书馆资源利用的远程教学视频，在流媒体资源的标引上注重组织和揭示视频内容，从而有序组织资源类型。

首先，关注数据资源建设过程，目前国内外高校图书馆的移动App较少提供特色资源服务，因此移动App在资源建设过程中需充分体现馆藏特色，已构建机构知识库的高校可通过App拓展本校机构知识库的访问途径，凸显移动App服务的特色资源。以上海图书馆为例，其开发的馆藏科技报告数据库、标准数据库、AIAA数据库等都对馆藏文献进行了整合和揭示，实现了对本馆馆藏资源的充分挖掘。其次，在资源服务上需实现支持本校学位论文数据的组织和揭示的功能，提供移动检索服务，便于本校师生检索及查看学位论文的提交状态，简化毕业生论文审核流程。最后，针对用户的日志数据，对用户的使用时间及行为日志数据进行保存，以便分析和挖掘用户的使用习惯，在改进功能设计上贴合用户深度使用需求，结合用户位置、使用时间等实时数据为图书馆进一步提升App的情境服务提供数据支撑，收集量化数据从中分析和挖掘用户潜在的App使用行为规律和倾向。

3.3.2 交互技术感知层

交互技术通过GPS、LBS功能实现用户位置传输，借助传感器、二维码、射频技术等的场景化反馈，移动App能够直接将图书馆物理空间及实体资源与虚拟客户端相互连接，让用户在线自助完成图书扫码、借阅操作，通过扫描QR码关联图书相关信息进行在线阅读，用户通过扫描图书图片信息即可查询馆藏信息，为读者推荐图书提供了便捷通道[31]。通过移动客户端能够让用户直接链接到图书馆服务系统中，实现用户对图书馆物理设备的虚拟化操作，利用App绑定自助文印等设备开启自助服务功能，调动用户参与的积极性。在App的认证上，人脸识别及NFC等射频技术能够快速识别用户信息，在图书馆门禁系统运行上发挥了积极作用。语音及语料库能够借助自然语言处理的语义抽取实现对图书馆资源的语义及语音检索，让App的交互功能得以实现。

3.3.3 集成系统层

图书馆移动App系统是集用户、数字资源和服务三位一体的整合系统[32]。为了实现情境交互的App功能，App在系统设置上必须协调好技术设备、物理空间、资源分配等问题，将系统设计分为实体馆际空间管理、用户个人信息系统及资源访问服务三个部分，构建分布式集成管理系统以便满足读者一站式的服务请求。在实体馆藏空间及图书馆交互技术设备使用的基础上，让用户通过智能终端实现对实体设备的操作，在线获取使用帮助说明，移动App从而成为用户了解新技术、享受图书馆新服务的平台空间。在系统架构上可以利用SOA的系统功能设计思路，以面向服务的中间件技术，灵活开发应用系统，面向功能性的系统架构能够根据需求自主调整可拓展的系统环境，从而解决系统异构及兼容的问题。基于SOA的系统研发能够实时关注动态变化，成为能统筹服务、资源及空间的适应性强的有机信息系统。

3.3.4 应用服务层

App的顶层设计体现于用户所能获得的所有服务。基于数据层、交互技术以及集成系统的支撑，为用户构建了完整的图书馆服务体系。在咨询服务上开启智能对话模式，将物理馆藏和自助设备与用户智能设备建立联接，鼓励用户通过智能设备感知图书馆的服务方式。线上系统的用户体验更为简洁、应用可操作性更强，应用界面设计原则上遵循交互设计规范中的简洁定律（law of pragnanz）[33]。人类的眼睛更偏向于简单且有序的视觉效果，会本能认为直接的信息更安全，因此在交互设计中，要考虑到用户更愿意花费较少时间，接受更直接的服务这一重要因素。在个性化自助服务方面，提示用户通过个人空间解决图书逾期申诉、图书查询借阅操作、自助文印以及电子书收藏等，通过App自助获取服务。在空间使用上，用户可以在App上实现馆内座位、电子设备及图书的预约。在检索和查询功能上支持用户通过图像和语音系统对话，简化用户查询步骤。在定位服务上，系统启动自动定位服务，为用户智能规划直达书架位置及馆内目的地的最佳路径。互联网+环境下，图书馆App在功能上与社交媒体进行一键共享、转发链接以提升App的社交影响力，通过App构建本馆的社交网络平台，实现知识社区的分享功能。由于底层数据的支撑，可以根据用户行为借助数据挖掘的手段描绘用户画像，推算用户的阅读喜好，为用户提供更加个性化的服务[34]。

4 基于情境交互的高校图书馆移动App的建设策略

4.1 深入挖掘智能技术在高校图书馆的应用潜力

目前基于情境交互的可穿戴设备市场需求量前景可观，催生出一系列产业链，研发热度持续高涨。可穿戴设备作为继智能手机、平板电脑等智能终端之后的重要创新方向，GoogleGlass、Iwatch、智能腕带、以及可穿戴心脏监测设备等产品逐渐成为市场热点。未来多模态的交互设备将集语音交互、体感交互及触控等多种交互模式为一体，通过交互设备的一系列跟踪模块采集用户信息，理解、处理及传输作为虚拟表达模块，从而与计算机实现人机对话，这能够极大提升用户的交互体验。5G时代的到来，高带宽、大容量及高传输速度的优势为视频、语音等流媒体线上播放提供了巨大的发展空间[35]。5G通信技术，为用户实现远程咨询提供了强大的技术保障。云计算让海量资源长期保存在云端，为读者提供点击即获取的即时服务。

4.2 合理拓展移动资源的类型和规模

程焕文提出“资源为王，服务为本，技术为用”的理念，因此，资源是图书馆服务的基础[36]。当前高校图书馆App缺乏特色、内容同质化现象严重，因此高校图书馆在App资源建设上可注重开发馆藏特色资源，在机构知识库的开发利用上需借助App提供访问途径。在图书馆多媒体资源建设上，可以制作推出结合本校一流学科研究进展的流媒体资源，协助在校师生提升信息素养，服务于本校双一流建设的科研教学任务，让服务内容嵌入到学科建设整体进程中去。由于纸质馆藏移动性及复本量的限制，无法实现重复利用，因此图书馆要与数据供应商达成长期深入合作，保障资源的合理使用，杜绝资源的滥用并遵守知识产权法的相关规定。

4.3 强化图书馆员线上知识服务意识

移动App线上服务为高校图书馆构建了新型服务模式，馆员将面临新的挑战。馆员需在传统服务基础上，对移动服务内容和流程进行重组。随着用户获取和利用资源水平的逐步提升，交互式参考咨询、信息检索、用户信息素养教育、个性化定制、视频点播等知识内涵丰富的服务内容将得到用户青睐。馆员需形成资源再造，并将其组织加工整合成知识产品提供给用户的业务能力，熟悉移动服务特点以及应用实践，更好地借助App为用户搭建知识交互反馈渠道。馆员还要在App的推广服务工作上投入精力，通过多渠道宣传移动服务功能，提高移动服务的普及度和应用率。

4.4 采取多方合作的开发模式

目前国内外高校图书馆App开发主要有独立开发、联合数据库商开发以及第三方兴趣开发3种方式。缺乏技术的图书馆可以考虑与数据库商进行合作，根据本馆需求设计开发功能。具备App开发能力的高校图书馆在功能建设上应充分体现本馆的资源特色和用户需求，通过基础服务呈现出不同高校图书馆移动App的资源及服务优势。移动App应用的开发涉及多种技术和设备，因此图书馆应根据本馆的发展状况、技术实现手段及可用经费上灵活选择开发模式，保障本馆移动App服务的可持续发展。

5 结语

移动客户端的出现为高校图书馆实现泛在化和即时性的服务提供了发展契机，在情境交互理念及人机交互智能技术日益发展的今天，高校图书馆可以借助移动服务创新发展图书馆智能服务，内化情境交互服务理念，借助移动App重新整合图书馆馆藏空间和资源，应用交互思维在用户与图书馆之间构建核心价值服务体系。在数字化服务的时代，高校图书馆应不断探索利用新的技术和理念升级图书馆服务的交互层次，为图书馆移动服务发展注入新的活力。