智能技术在智慧图书馆中的应用探究

顾彦 郑福君

（西安理工大学图书馆 陕西西安 710054）

美国学者兰瑟斯经过控制系统的实践研究，从理念体系上将智能技术概括为以人类智慧为驱动对生产力关系能产生根本改变、具有创造性的人工技术体系。英国帝国理工学院罗兰教授从狭义角度将智能技术定义为以信息硬件设备为基础，具有感知、分析、处理、计算、逻辑能力的人工性技术，例如，以大量计算机服务器为基础的云存储技术、以海量信息数据为驱动的大数据技术、以智能硬件设备为载体的物联网技术都属于智能技术。智能技术业已成为推动我国产业服务转型升级、提高人民生活水平的主要途径，利用自身专业特点，参与到智能技术的融合应用中势在必行。

1 智能技术在图书馆建筑方面的应用

严栋认为智能图书馆的定义是“智能图书馆=图书馆+物联网+云计算+智慧化设备”，它通过物联网来实现智能化的服务和管理［1］。现代信息通信技术的发展促成了建筑智能化的提升。系统集成、综合布线、设备自动化等现代技术的广泛应用使“智能建筑”功能得以实现。图书馆建设利用智能技术，有利于图书馆功能的发挥，将向着“智慧图书馆”转型和发展。

图书馆建筑是人类知识的殿堂，图书馆汇集了人类文明的各项成果，是一个人得以发展的智慧源泉。智能图书馆建筑要具有人文性、包容性、生态性、智能性的特性，在功能需求设计上能有效适应以用户为中心的多样化功能空间布设，在建筑设计上能展现历史传承和文化特色。智能建筑设计软件已经能够将区域建筑特点纳入图书馆建筑设计中作为素材。图书馆建筑空间智能化主要是图书馆空间设施物联化和建筑系统智能化两个方面。

（1）空间设施，物联智能化。智慧图书馆的空间设施借助物联网技术，将图书馆各类物质信息资源（如设备、环境、文献、家具等）进行数据化处理，加以定位、收集和分析挖掘，从而使建筑设施、信息资源和服务设备的物联更加智能化。

（2）建筑管理系统智能化。智能化建筑系统包括照明、风暖、安防、消防、通信、仓储等智能系统，通过设立集中的运行机房和监测控制室，实现对图书馆的一应设施、设备及物品的调度启用监管，为用户提供一个温馨、和谐的感知环境。

2 智能技术在图书馆管理方面的应用

2.1 在用户管理方面的应用

用户管理主要是对用户进出馆的门禁系统的放行、座位预约、专题研讨间等的管理。门禁系统属于智能楼宇管理部分，通过感应（RF）技术、人脸识别技术，实现了身份识别、出入口安全、进馆实时统计，而且具有联网巡更、考勤功能。座位预约采用手机智能APP和网端预约，提高了座位利用率，方便用户对研讨室、阅览空间、共享空间的选择性需求。

2.2 在文献资料管理方面的应用

文献资料管理采用先进的机器人书库管理系统，结合无线射频识别RFID（Radio Frequency Identification）技术，利用智能机器人，达到对文献资料随机定位的提取和存放；利用活动式机器人装载RFID阅读器可进行高精度的书架扫描和察看，对扫描数据形成报告，对丰富的馆藏纸质资源达到数据可视化的管理。人工智能机器人Hugh集合了图书馆书目搜索信息和RFID定位，能够快速引导管理人员或用户到确定的图书架位。自动库存系统和架位扫描系统极大地优化了库存空间，同时也减轻了人员劳动，改善了文献资料的出入库效力［2］。

2.3 在资产管理方面的应用

资产管理随着智慧图书馆的建设亦应得到了进一步的加强，以利于图书馆资产的安全明晰，为智慧图书馆的高效运行提供稳定保障。借助物联网技术和条码技术，推进图书馆资产信息化管理。采用POS机进行实物盘点，对电子资源开展ISO镜像借阅，形成动态数据监控和传递；借鉴企业资产管理（Enterprise Asset Management，EAM）信息集成系统的感知技术，对文献资料和数据库优化有形资产和无形资产进行评估配置，提高图书馆设备和文献利用率，从而发挥资金有效作用［3］。

2.4 在网络门户建设方面的应用

图书馆网络门户是图书馆满足与馆内外的各种用户、咨询专家、组织机构等进行信息知识交流和各类业务交互处理的整合门户，通过个性化的搜索界面，满足用户需求，服务知识创新。图书馆网络门户建设必须遵循数据收集→信息聚类→知识发现→智能服务4个层次，这就必须借助智能技术来最终支撑，为图书馆进行智能信息管理、共享、创新的实现提供了基础。在图书馆网络门户建设中，应用手机QR码（快速响应码）可以快速实现移动图书馆的登录，进行通信交流、资源链接，图书馆界将VR（虚拟现实技术）、3D IVR（三维实景导航虚拟空间）、数据智能挖掘技术及Agent（智能代理）等人工智能技术引入到图书馆门户建设中，进行营销推广、信息素养教育，开展对外交流，发挥图书馆信息主动管理功能，形成以动态信息为主导的智能网络门户［4］。

3 智能技术在图书馆服务方面的应用

自1956年约翰·麦卡锡提出“Artificial Intelligence（人工智能）”概念以来，人工智能技术成为了继蒸汽技术革命、电子技术革命、信息技术革命之后在21 世纪的又一次科技革命。人工智能技术无疑对图书馆的理论、体系及模式产生深远的影响和挑战。《International Federation of Library Associations Trend Report 2013》提出人工智能对当今图书馆主要产生3 个方面的影响：（1）网络设备能够具备语音识别、机器翻译、语音合成以支持实时多语言翻译等综合功能；（2）能够对多元、复杂网页内容的云服务众包加以翻译和识别；（3）浏览器超越关键词分析和对特定内容进行语义分析（语义网）［5］。智能技术在图书馆服务方面得到了恰当的应用，将使图书馆焕发出更新的生命力。

3.1 智能机器人技术的应用

智能机器人极大地促进了图书馆的服务升级，是图书馆服务向智慧化迈进的一大亮点。智能图书管理机器人通过全自动移动升降机构和基于Web服务的云端控制台，达到图书的物理流通，实现图书的上下架、自助借还；图书馆智能服务机器人采用语音技术、光电导航技术和机器人运动控制技术，为读者提供语音交流、智能咨询、文献管理、阅读推广及馆内引导。人工智能机器人技术作为促进图书馆信息服务智慧化的手段，在图书馆的应用越来越规模化［6］。

3.2 “互联网+”和“云计算”技术的应用

互联网思维与互联网技术创新发展了“智慧”图书馆，促成了图书馆向数字化、网络化、移动化和智能化的服务新模式。“互联网+”智能技术转变了图书馆书目检索、文献传递、图书借还等传统服务的结构形式，而且提供了信息社交、文献推送、读者体验等智慧化服务的新功能，实现了信息多元化和高速化的发展需求。“云计算”是基于互联网基础上的网络智能技术，将网络中的计算机群通过互联整合，使虚拟化的资源达到共享和交流。图书馆基于云计算技术首先对多数据进行归纳，使数据库中的信息架构得到统一，提供给用户不同检索的模式化，增强资源间的关联度和“云存储”信息的最大效率。在“云计算”的环境下，网络“云”可对客户资源进行分析，令“云”信息得到“智能”搜索和流通，满足用户信息检索的精准度。

3.3 大数据技术和数据挖掘技术的应用

大数据就是规模庞大、结构模式多样、需借助互联网软件进行处理的数据，也被称为海量数据。大数据技术首先是基于计算机网络“云计算”技术，就是对海量信息进行分析提取的技术和思维；其次是基于数据挖掘技术，利用统计学原理，进行总体性分析，寻找逻辑规律，挖掘数据关联的隐性价值，大数据的利用可以获得大数据源和进行价值创造。图书馆利用大数据技术开发出图书馆智能信息采集技术和功能模块应用技术：一方面，可以使文献和信息转化成数据库资源，进而对数据信息进行收集和加工，满足用户咨询决策和知识成果转化；另一方面，通过收集存储用户信息行为，推动图书馆资源建设和社会信息服务的效能［7］。

3.4 语义网和知识图谱技术的应用

语义网技术是基于RDF（Resource Description Framework）的数据存取规范和本体ontology推理规则，使数据容易被计算机所理解，可以跨越组织边界，令数据共享和复用，其本质是建立开放数据之间的链接（Semantic Web=Data+Link），在信息集成和搜索领域发挥作用。知识图谱是Google 在2012年提出来的概念，以符号形式描述物理世界中的概念及其相互关系，实体间通过关系相互连接，构成网状的知识图谱，也就是将大量收集的数据整理成机器能处理的知识库，并实现可视化的展示。其本质上是一种大规模的语义网络，在工业界是以语义网为基础的自有图数据系统。语义网和知识图谱二者的共同点都是图数据模型，进行数据间链接。二者又有不同：语义网是开放共享的全球数据库，典型应用为维基百科的DBpedia；而知识图谱是封闭排外的自家数据库，以Google的知识图谱最为典型。

语义网技术可以解决图书馆数字资源的深度聚合［8］，搭建统一的一站式检索平台［9］，提高图书馆学科知识服务的质量［10］，定制个性化的推荐服务［11］，建立社会语义数字图书馆系统等应用［12］。知识图谱技术可以帮助图书馆整合文献资源，打造系统化的知识网络，进行知识检索服务，给予相关主题知识的可视化分析，目前主要是辅助读者的智能检索工具，开展自主学习，扩宽知识服务边界的意义，提升图书馆智能知识服务［13］。

4 智能技术在智慧图书馆中的应用难题

4.1 面向多元的受众服务

随着现代图书馆的普及和发展，不同身份的读者也得以迅速地呈现，形成了图书馆多元的受众群体。有的读者出于知识的获取，有的读者为了文献资料的查阅，有的读者为了文化的修养或某项技能的培养。智慧图书馆势必难以兼顾不同层次的读者需求，从技术成本上来说，也不可能做到智能服务的全面化；另外，不同受众的接受和适应能力不免存在着不足，也会使智能设施的功能发挥受到局限，甚至会迫使增加智能服务的二次辅导功能的连锁开发。

4.2 还需提升的功能效率

智慧图书馆的建设是基于信息技术和数字技术双重发展，很多技术都是分享或者“嫁接”到图书馆的业务中。由于图书馆的服务是有很强的针对性和专业性，很多先进的智能技术设备难以充分发挥应有的功能效率，在图书馆可利用期限内的购置和维护成本就相对较高。另外，在有些情况下，鉴于社会企业对图书馆业务的竞争，相似功能的产品难免被图书馆捆绑式重复购置，成了修饰性技术，占用了资源。

4.3 不可避免的惰性依赖

智能技术在图书馆的普及应用节省了人力，大数据的开发使知识服务迈入深度，无疑开创了图书馆服务的新局面：服务的手段和渠道尤其便捷；服务的方法和模式更加具体；服务的内容和目的愈发明确，但已有智能技术的利用常常能养成参与者的惰性。随着新技术不断地涌现和革新的周期缩短，图书馆智能系统在新时代发展下的同时，也开启了升级换代的节奏，智慧图书馆的建设依赖着智能设备及系统的投入，面对信息化社会的创新推动，极易导致被边缘化的境地，形成图书馆服务的尴尬被动局面。

4.4 应对数据垄断与冗余

智慧化的图书馆要开展知识服务，需要数据的支撑：一方面，数据分析可以提高服务效率和提供个性化精准服务；另一方面，经过数据处理，可以建立共享数据库和特色数字资源。图书馆界受数据库加工手段和能力的局限，仍须借助知识传播企业的商业数据库或者外包数据采集和加工。数据库商借助“独家授权”制度集合为单一来源获得对数据的专有，加之知识产权特别保护，因而享有了合法垄断，使得提供原始数据的众多单体反而成了使用受限方。在信息时代，图书馆电子资源主要来源是数据库的使用，无论是云端存储系统，还是时态关系数据库中大数据，也会产生数据冗余，而提供给图书馆的数据库生产具有垄断性，图书馆界人参与其中受到了很大的限制，数据库中的信息重复或多余情况时有发生，造成传输和空间存储压力，更有可能还会发生分析结果繁杂、失误等问题，在知识服务中给用户使用体验形成障碍或困顿。

5 智能技术在智慧图书馆中的应用策略

5.1 面向新时代的创新服务

新时代是知识化的时代，是以信息、知识、智力为主导的社会发展形态，对智力和知识的占有取代了对物质和金钱的占有而成为社会价值的新取向，科技进步和劳动者素质的提高成为社会经济发展的主动力。图书馆事业作为收集和传播人类知识的文化机构，仍然在新时代发挥着无法替代的智力支撑作用。图书馆迎合新时代的发展需要创新服务：一是从服务空间加以扩展，由实体空间向虚拟空间、网络空间提升，开拓用户的认知；二是从服务模式实现突破，由收集提供文献资料向数字化传输、个性化定制的转变，促成用户的成长；三是从服务能力进行建设，由信息、数据运营向知识服务、专家智库推进，满足知识型社会的需求。

5.2 顺应现代化的技术革新

随着现代技术的革新，图书馆业已走出了传统文献借阅、典藏的简单业务。智能技术的运用首先打破了固定的物理空间场，读者通过Wi-Fi、智能终端设备、智慧APP 等可以进行空间共享、移动阅读、跨时空互动交流；其次，丰富了用户体验，利用虚拟现实技术、虚拟网络咨询，既能使读者感受图书馆区域功能场景，又能接受同步或异步式的参考咨询；再次，采用数据融合技术，将多传感器或多数据源进行处理，会得到比单独的各个输入的数据获得更多的信息，使图书馆知识服务到了更深层次；最显著的是，采用大数据和智能网络技术，可实现智能检索和知识挖掘，以及利用情境感知技术给读者提供个性化订阅和服务。

5.3 开展多途径的资源融合

2021年9月1日正式实施的《中华人民共和国数据安全法》在法律层面明确“国家鼓励数据依法合理有效利用，保障数据依法有序自由流动”“推进数据资源整合和开放共享”［14］。建设智慧图书馆离不开智慧化的大数据平台，这个平台是开放和兼容的、包含全部图书馆元素的智能化的信息服务系统，其中的数据资源可以被合理共享和开发。图书馆所需的各类数据资源同样理应受到社会法规的制约和保护，经过社会协作，破解存在数据库不合法的商业化垄断，以此提高社会的数据资源利用效率，从而为文化教育事业做出应有的贡献。

信息化社会的到来使信息成为比物质和能源更为重要的资源。图书馆在知识社会作为信息集中地，资源融合的功用更加凸显。例如，“互联网+”技术带动图书馆融入各行业技术和资源，实现无区域化和知识可视化的智慧图书馆服务。网络信息资源融合体系通过高性能的中央处理器，利用数据关联和转换技术，将分部、异构的多样化网络资源进行优化管理。深度神经网络构建的移动视觉搜索技术打破了传统文本信息检索，满足用户对实体对象资源的快速数字访问需求，可以将博物馆、档案馆、科技馆等实体资源与图书馆进行资源融合，达到流通共享。智慧图书馆可通过多途径对各类资源进行融合，为智慧社会的建设实践作出应有的尝试。

6 结语

新时代下，智能技术的使用开创了信息社会向智能社会的局面，使社会组织运营模式由实体向虚拟化转变。在大数据环境下，图书馆也因此面临着诸多的转变困境：既要成为知识服务的主阵地，又要应对多元化受众服务的需求窗口；既要基于智能技术的服务革新，又要提升运作的服务效率；既要增强“大数据”资源的知识融合，又要降低智能应用对人主动性的弱化。智能技术的应用在智慧图书馆中还存在不少难题有待克服。随着新时代技术革新和法律制度的不断完善，智能技术引领下的智慧图书馆势必在“智慧社会”中需要同社会砥砺前行，不断在实践中开拓创新。利用智能技术，图书馆的空间再造得以升华，个性化服务得以深化，无论在图书馆管理还是知识服务上不断满足智能化需求。“智慧图书馆”的建设将更好地服务于经济社会的建设和发展。