人工智能技术在图书馆的应用及展望

2021-01-07金煦

铜陵学院学报 2021年6期

关键词：机器人人工智能图书馆

金煦

（安徽师范大学，安徽芜湖 241002）

大数据时代背景下，随着用户信息需求行为的变化，图书馆的服务理念、服务模式、服务功能都发生了很大的变化。如何尽快地适应这种变化，根据用户的需求开展精准化、智慧化的服务，利用先进的人工智能技术至关重要。

一、人工智能的定义及应用技术

（一）人工智能的定义

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科紧密结合、相互渗透而发展起来的交叉学科。研究目标是利用计算机模仿人脑所从事的学习、思考、推理等行为，帮助解决需要人类智能才能完成的复杂工作。正如美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊（Nelson）教授所表述的，“人工智能是关于知识的学科”。从实用的观点看，人工智能以知识为对象，主要研究知识的获取、知识的表示方法和知识的使用。

（二）人工智能相关应用技术

人工智能技术应用主要有虚拟现实技术、人工神经网络技术和专家系统。虚拟现实技术是利用计算机生成一个逼真的三维虚拟环境，并通过头盔显示器、图形眼镜、数据服等传感装置，将操作者与虚拟环境连接相互作用的新技术。人工神经网络技术是一种模范动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型，具有自学习和自适应的能力，可以通过“训练”学会识别模式和模糊逻辑。专家系统是根据某一领域专家提供的知识、经验和技术所建立的解决问题、判断决策的智能计算机程序系统[1]。

二、人工智能在图书馆中的应用现状

（一）专家系统在信息组织中的应用

信息组织是信息管理活动的基本环节，它依据一定的科学规则、方法和技术，对文献信息和网络信息进行序化或整序，从而保证用户对信息的有效获取和利用。利用人工智能技术中的专家系统模拟图书资料的分类原则，并将专家思维方式注入其中，应用联想词、禁用词、同义词词典和关系知识库等处理技术，建立言语理解系统、知识理解系统、知识系统和控制子系统，可以实现信息组织分类标引自动化[2]。如中国地质资料分类专家系统，遵循图书资料分类原则，采用正向推理方式，运用产生式表示法、分级知识库，极大地提升了中文地质资料分类效率及准确度[3]。同样，基于AI设计并更为个性化的是由一位剑桥大学博士生创立的Sparrho。它通过分析理解用户需求，能达到每小时分类45，000份文献，并根据用户需求，将与用户最相关的领域动向选择性推送给用户，在传统的搜索功能上Sparrho还加入了保存分享的功能，同一个科研团体可以利用这个平台同步知识阅读[4]。

（二）信息挖掘技术在检索及书目推荐中的应用

信息检索通过对元数据的揭示将知识与用户的特定问题进行关联，实现相关信息的检索。当前信息检索中的人工智能技术主要有用于信息挖掘的web爬虫技术、用于信息集成的介体技术、用于明确信息语义，便于机器可读进行智能信息访问的本体技术，以及用于文档聚类和预处理的神经网络。信息搜寻者制定一个查询表达式表达自己的信息需求，系统将其查询表达式与文档进行比较。文档和查询的表示形式通常由相似度函数（例如余弦或Dice系数）进行匹配，向用户提供最相似的文档，用户可以评估其与他们问题有关的相关性[5]。在图书馆工作中，应用的比较成熟的文献检索系统有NIPX、CODER、PLEXUS、GRANT等，这些分别是CA专家系统、文献专家检索系统、专家咨询系统、研究基金咨询系统。同时，运用关联规则和挖掘技术快速收集读者的个人信息、借阅行为，分析读者的阅读爱好与阅读需求，可以帮助读者找出同类群中最感兴趣的文献资料，并主动推送给读者，开展个性化、人性化的知识服务。

（三）智能机器人在图书典藏管理和参考咨询中的应用

智能机器人技术通常被描述为AI子领域，涉及运动和感知任务。机器人是一种机械设备，可以使用人工智能技术直接通过人工控制或预定程序来执行自动化任务。机器人的投入使用可以改善和提高图书馆员的工作效率。台湾图书馆于2015年引进了专业自动图书扫描机器人ScanRobot，透过图书馆建立的文献典藏数字化合作计划，ScanRobot机器人可以自动翻页并扫描授权的图书，图书馆可将数字化的成果公开于资料库平台，免费开放给全球的读者阅览使用，这样的做法提升了图书文献的能见度。

新加坡A*STAR资讯通信研究院设计的Au-RoSS机器人可以在图书馆闭馆后进行读架工作，机器人用镭射扫描书架，边扫描边记录书架上缺失的书籍以及错架的书籍清单，让图书馆员可以在第二天根据这份清单有针对性地整理有问题区域[3]。天津大学智算学部科研团队研发的“智图”机器人，通过安装在机器人内部的RFID阅读器对书架上的图书进行自动扫描并读取标签信息，完成图书定位，通过计算机视觉和人工智能技术对书脊上的文字进行识别，并对射频图书定位结果进行局部纠错，实现了图书盘点操作的自动化、智能化[6]。南京大学图书馆研发使用的智能盘点机器人现在已经发展到了第4代，定位粒度达到了厘米级别，定位精准度达到了98%。2019年12月正式对外开放的苏州第二图书馆，引入大型智能化立体书库系统，是国内首个大型智能化书库，充分运用人工智能技术，馆藏图书借还全程自动化存取，实现了馆藏储存高密度和图书利用高效率[7]。

参考咨询服务是图书馆为读者在查找和利用文献信息的过程中提供帮助的活动，是图书馆服务的重要组成部分。人工智能机器人的出现与应用，改变了传统的图书馆咨询服务方式。如对一些常见的读者咨询问题，智能机器人可以根据预先设定好的答案为读者解答。既节省了图书馆人力资源，又给到馆读者留下了深刻印象，增强了图书馆的吸引力。在一些较大的图书馆，由于不同的楼层功能定位不同，藏书范围不同，到馆读者往往需要花费一定的时间才能找到自己所要前往的区位。定点咨询服务机器人就会是很好的帮助，图书馆可在各楼层的服务台或检索机的旁边，设置机器人提供服务。目前，国内图书馆咨询机器服务人的应用已有许多，如上海图书馆的“图小灵”、清华大学的“小图”、南京大学图书馆的“图宝”，成都理工大学的“成小理”等。

三、人工智能在图书馆应用过程中存在的不足

（一）用户隐私保护制度尚不完善

安全和隐私是日常管理重要问题，在处理用户信息等敏感信息时。如果没有合适的安全模板，保存在计算机的数据可能会受到病毒、盗窃以及其他形式的欺诈和身份盗用的攻击。此外，由于服务是通过互联网传输的，因此无法识别服务器和软件的重新分配，也无法进行安全审计。如果备份不足和系统故障，还存在数据丢失的风险。在人工智能依靠大量的数据资料进行运算、预测及决定的过程中也有可能泄漏个人隐私，一旦相关资料被有心人士掌握，有可能会危害个人权益和名誉，所以在人工智能的应用过程中也必须经过仔细的设计和测试，要确保读者个人隐私免于被侵犯。

（二）缺少智能技术创新经验

将先进的人工智能技术运用到图书馆，除了购置必需的设施和设备，还要在研究和管理上投入相应的人员及资金。目前，国内图书馆在人工智能技术运用上依旧处于学习和探索阶段，在新技术的利用与掌握能力上还存在一定的不足。加上现阶段人工智能技术在图书馆中的使用缺乏统一的标准，大多数图书馆还无法系统有效地将新技术落实到图书馆的日常管理与服务之中。新技术的运用虽然产生了一定的社会效益，但大部分在技术创新上也有明显的差距，很难在已有技术和设备的基础上根据自身经验不断推陈出新，这导致人工智能技术在图书馆的应用距离理想的状态存在着一定的差距。

（三）专业人才队伍匮乏

根据目前我国图书馆人工智能技术应用情况可以看到，人工智能技术在图书馆的应用，现阶段主要由图书馆与高科技公司或高等院校相关科研院所合作研发。智能机器在图书馆的研究与开发也需要更多的专业科技人才。但图书馆缺乏引进优秀技术人才的优势，很难引进更难留住人工智能专业技术人才。另一方面，由于缺乏广阔的视野和创造性思维，大多数图书馆对人工智能技术在图书馆未来的应用与发展前景不甚明晰，只是被动地接受与使用，并且无法根据实际需要选择相应的科学技术和智能工具。

四、人工智能技术在图书馆领域发展路径

（一）强化用户隐私保护机制

人工智能技术通过收集数据发挥作用，随着它的进一步发展，它需要积累更多种类的信息和数据。虽然这对于人工智能系统的完美运行至关重要，但存储在数据库中的大量信息也可能带来安全漏洞的风险。这就要求图书馆在保证人工智能技术的正常运行的同时要加强对用户隐私的保护。一是要在技术上予以保障，提供安全的技术环境。图书馆应提供可靠的、安全、高速的通信网络，及时安装、更新和维护系统。除了对传统资源数字化的硬件的支持，还应提供网络安全软件。图书馆在收集和整合信息资源时需要采用有效的数据加密方法，这样就可以保证数据始终处于高度保密状态，保证信息的安全，从而实现信息资源的最大价值。二是，图书馆及有关部门要制定专门的管理制度。图书馆应根据《个人信息保护法》来制定相关规章制度，明确需要保护的读者隐私事项和范围。在向第三方或其他图书馆提供读者个人信息时，应事先得到读者授权方可对其信息进行传播利用。三是培养和加强用户的个人信息安全意识。图书馆可通过线上与线下相结合的方式来培养读者个人信息保护意识，线上可利用微信公众号平台和官方网站推送与信息安全有关的宣传内容，线下可定期开展相关讲座来加强读者隐私保护意识。

（二）建设具有创新思维的智能图书馆

随着人工智能时代的到来，人们获取信息的途径越来越广泛，对图书馆提供的信息服务提出了更高的要求，希望得到更好的知识服务。而图书馆为了彰显其社会作用，不被时代发展的潮流淘汰，就必须充分把握新科学研究的进展，创新思维。一方面要提升知识服务能力，就高校图书馆而言，可运用人工智能技术，联合各学科知识团队开展智慧化学科服务平台的搭建，整合多元化的理论知识，形成更加科学的学科知识体系。朝着创新思维的智能化方向发展，提升知识服务能力。对于公共图书馆而言，亦可根据自身需求结合人工智能所具备的机器学习技术，建立知识发现系统，创新服务模式，有效地将人工智能技术与图书馆服务相结合，拓宽人工智能技术在图书馆的应用范围，实现图书馆服务的创新，让读者感受到更便利的知识服务。另一方面，要积极培育馆员创新思维，在使用智能技术提供服务的同时，图书馆员需要不断提高信息素养。具体地，图书馆应积极鼓励及组织馆员参加新型技术课程的学习，不断培养馆员的创新能力和创新思维，在学习中牢固掌握新技术使用方法和技巧，不断积累经验，强化自身的服务水平。

（三）培养掌握人工智能技术的服务团队

人工智能为我们提供了一套功能强大的工具，尤其是当它们与常规工具和其他创新计算工具结合使用时。但是，掌握这些工具并熟练地使用它们来构建真正重要的智能系统并非易事。人工智能技术应用于图书馆，在为图书馆的管理与服务提供更多便利的同时，也对图书馆管理人员提出了更高的要求。一方面修炼内功。图书馆可通过自己培养的方式，制定相应的人才培训计划，让更多的图书馆工作人员学习和了解一定的人工智能技术知识，掌握各种智能设施的操作技巧与方法。通过提高图书馆工作人员的创造力，满足用户不断增长的新需求，提高利用人工智能技术开展服务的水平，培养一支掌握人工智能技术的服务团队。另一方面加强合作，图书馆应根据自身情况，加强与社会企业和行业协会的合作，多方筹集资金，增强对图书馆应用人工智能技术的实际投资。此外，还应充分整合各种创新资源，与高新企业一起建设相应的科技孵化平台，采用“项目制”的方式研发相应的软硬件，让最新的人工智能技术“落地”图书馆，增强图书馆科技创新能力，让图书馆创造更多的社会价值和服务价值。