人工智能時代圖書館的發展機遇與變革趨勢

黃曉斌　吳高

摘 要：人工智能與基因工程、納米科學一并被稱為21世紀三大尖端技術，近年來，許多國家將人工智能技術發展列為國家戰略規劃，人工智能技術的快速發展將會給圖書館帶來巨大的影響。大數據環境下圖書館發展面臨著用戶流失、資源整合以及智能搜索等多方面困境。人工智能技術發展則給處于困境的圖書館在文獻資源建設、館舍空間建設以及用戶管理服務等領域帶來了重要機遇。人工智能發展給圖書館帶來的變革趨勢主要體現為環境、資源和服務三個維度，即未來的圖書館將具備智能館舍空間、智能資源系統和智能用戶服務三要素。

關鍵詞：人工智能；圖書館；大數據；發展機遇；變革趨勢

中圖分類號：TP18；G250.7 文獻標識碼：A DOI：10.11968/tsyqb.1003-6938.2017109

Abstract Genetic engineering， artificial intelligence and nano science was known as three cutting-edge technology in the 21st century and in recent years， many countries have regarded artificial intelligence technology development as a national strategic planning. The rapid development of artificial intelligence technology will bring great influence on the library. In the big data environment， library development is faced with many difficulties such as user loss， resource integration and intelligent search. The development of artificial intelligence technology will bring important opportunities to the embarrassed libraries in the fields of literature resources construction， building space construction and user management services. Change trends brought about by artificial intelligence development to the library will mainly embody in three aspects such as environment， resources and services， namely the future library will be of intelligent library space， intelligent resource system and intelligent customer service.

Key words Artificial Intelligence； library； big data； development opportunity； change trends

自1956年約翰·麥卡錫第一次將“Artificial Intelligence”（人工智能）引入學術研究領域以來，人工智能發展經歷了多次起落。然而在2016年、2017年Google AlphaGo分別與李世石、柯潔兩位世界冠軍的人機圍棋大戰中，AlphaGo分別以4：1和3：0取得了壓倒式的勝利，不僅徹底引爆了人們對人工智能的興趣，而且也讓經歷了60年發展的人工智能瞬間到了爆發的前夜。2017年10月，《自然》雜志上一篇研究論文指出AlphaGo Zero采用新的超強學習算法，能夠進行自我學習訓練，并以100：0戰績擊敗“前輩”[1]。全社會也都意識到，目前全球正經歷以人工智能為引領的第四次產業革命，這是繼蒸汽技術革命、電子技術革命、信息技術革命之后的又一次科技革命，這次革命以數據為主體，以人機共生為目標。同時，由于人工智能被看作是21世紀三大尖端技術（基因工程、納米科學、人工智能）之一，尤其在近幾年成為熱點話題，許多國家將人工智能技術發展列入國家戰略規劃。

圖書館的發展與信息科學技術緊密關聯，作為計算機科學的一個分支和前沿領域，人工智能技術的快速發展將會給圖書館帶來巨大的影響。正如青年學者張興旺[2]所言，圖書館作為信息科學領域和信息檢索技術應用的“前沿陣地”，信息科學理論、信息技術體系、信息服務模式的創新將會給圖書館理論、應用與實踐研究帶來巨大的機遇與挑戰；著名學者吳建中[3]，也將人工智能作為中國圖書館發展的十大熱點話題之一。圖書館界如何在第四次技術革命時期，利用自身專業優勢，把握機遇，主動參與人工智能與圖書館的融合應用研究，就顯得尤為必要了。

1 人工智能概述

1.1 人工智能理論發展由來

1956年，在美國達特茅斯召開的學術會議上，人工智能概念被正式提出，這場會議也被認定為全球人工智能誕生的標志[4]。何謂人工智能？人工智能是計算機科學、控制科學、信息科學、認知科學、神經科學、神經生理學、心理學、語言學、腦科學等多種學科互相滲透而發展起來的一門綜合性學科，其本質是研究智能機器或智能系統制造、模擬人類智能活動、延伸人類智能的科學。人工智能可分為三大類型：符號主義、聯結主義和行為主義。符號主義是基于邏輯推理的智能模擬方法來模擬人的智能行為；聯結主義主要原理為神經網絡及神經網絡間的連接機制與學習算法；行為主義原理為控制論及感知-動作型控制系統。目前人工智能研究所涉及的熱門技術領域有：問題求解、自然語言處理、人工神經網絡、遺傳算法、專家系統、知識工程、人工生命、深度學習、智能控制等[5]。從1956年至今人工智能的發展可分為四個階段：起步階段（20世紀50年代—60年代末）、停滯階段（20世紀70年代）、曲折發展階段（20世紀80年代初—21世紀初）和高速發展階段（21世紀10年代—至今）[6]。人工智能概念很寬，有多種分類方法。如按照人工智能的總體水平，可將人工智能劃分為弱人工智能（僅在某些方面擅長）、強人工智能（與人類智能相當）和超人工智能（全面超越人類智能）三個等級；從人工智能發展總體水平來看，目前人類已經掌握了弱人工智能，但強人工智能尚未實現。endprint

1.2 人工智能的發展政策與規劃

近年來人工智能成為全球科學界和工業界的研究熱點，許多國家也出臺規劃將人工智能上升為國家戰略。Google和百度分別推出了“谷歌大腦”和“百度大腦”計劃，微軟也成立了人工智能研究院。2017年7月，Science發布《人工智能改變了科學》特刊，專門對人工智能在各個學科領域取得的進展和應用進行介紹[7]；2016年10月，美國白宮科技政策辦公室發布了題為《Preparing for the Future of Artificial Intelligence》《The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan》兩份重要報告；英國也發布了《Artificial Intelligence：opportunities and implications for the future of decision making》（2016）等報告，兩國均將人工智能發展列為國家核心戰略。2015年7月。我國出臺了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》，明確了推進“互聯網+”人工智能，依托互聯網平臺，提供人工智能公共創新服務；2016年3月，《國家十三五規劃綱要》提出要發展人工智能，同年5月，發改委牽頭制定《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》。2017年3月，首次將人工智能、虛擬現實等內容寫入《政府工作報告》；同年7月，國務院出臺了《新一代人工智能發展規劃》。

1.3 人工智能的未來發展

人工智能過去60年來發展道路曲折，幾度進入低谷。但最近隨著大數據、云計算、物聯網、移動互聯網等新一代計算機技術生態的形成、發展和完善，同時在神經網絡的低成本并行計算、大數據、深度學習等關鍵技術領域取得突破性進展，人工智能得到飛速發展；反過來，人工智能的發展又推動了大數據、云計算、物聯網以及移動互聯網等技術和應用的創新，各種技術之間形成正反饋效應。李修權[8]提出，新一輪人工智能發展進入了大數據驅動智能發展、智能技術產業化、認知智能研究探索階段。特別是由于以深度學習為代表的人工智能核心技術的突破，極大地提升了圖像識別、語音識別以及自然語言處理等前沿技術的應用效果，因此全球頂尖互聯網巨頭公司，紛紛布局人工智能領域，構建了一系列人工智能開放平臺。如在國內，百度發布整合大數據、百度地圖的智慧商業平臺，成立自動駕駛汽車事業部；騰訊推出撰稿機器人Dreamwriter；阿里巴巴推出人工智能平臺DTPAI；華為成立諾亞方舟實驗式，研發出神經應答機，發布了基于深度學習的單輪對話生成模型；科大訊飛開發了語音智能服務開放平臺，圖譜科技搭建基于深度學習技術的圖像識別開放云平臺；再如在國外，Facebook提出要在未來5-10年內，讓人工智能完成某些需要“理性思維”的任務；IBM的Watson在智力競猜電視節目中擊敗了優秀的人類選手，未來可應用于醫療診斷、法律助理等領域；微軟發布名為“微軟小冰”的人工智能伴侶虛擬機器人，能夠與人進行情感交流與對話。最近Google開發了一套具備自主學習能力的貓臉識別神經網絡系統，成為人工智能的新突破[9]。雖然到目前為止，人類大腦是我們所知宇宙中最復雜的東西，但隨著科技的爆炸式發展，也許通過強人工智能的道路并不遙遠。美國未來學家雷·庫茲韋爾甚至大膽預測到：“2045年左右，人工智能將來到一個‘奇點，跨越這個臨界點，人工智能將超越人類智慧，人們需要重新審視自己和機器的關系。”[10]

2 大數據環境下圖書館發展面臨現實困境

2.1 用戶流失困境

當今世界是大數據時代，近幾年全球的數據量以每年58%的速度增長，預計到2020年全球數據總量將超過40ZB（相當于4萬億GB）[11]，全球社會因技術的發展正處在巨大變革中，社會環境、信息技術、學術交流模式等都在發生變化，隨著尤其是用戶行為和用戶需求發生了巨大改變，導致圖書館用戶不可避免面臨用戶流失困境。2017年8月，中國互聯網絡信息中心（CNNIC）發布的第40次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》指出，截至2017年6月，我國網民總量達到7.51億，占全球網民規模20%；互聯網普及率為54.3%，超過全球平均水平4.6個百分點；手機網民達7.24億，與2016年相比增加2830萬人；使用手機上網人員所占比例由2016年底的95.1%提升至96.3%[12]。2017年4月，中國新聞出版研究院發布第十四次全國國民閱讀調查報告，數據顯示2016年我國國民人均圖書閱讀量為7.86本，較2015年增加了0.02本；人均每天微信閱讀時長為26分鐘，較2015年增加了3.37分鐘[13]。早在2010年，OCLC報告顯示出了新信息環境下用戶對圖書館認知和行為的變化：84%的用戶使用搜索引擎開始信息檢索，沒有人從圖書館網頁上開始信息的檢索[14]。根據英國圖書館2014—2015年度調查報告，2010年以來，訪問英國圖書館的人數下降了14%[15]。2014年，北大圖書館的書籍借閱總數為62萬本，是近10年的最低數量，與2006年的107萬本，下降了42%[16]。盡管這些年來圖書館電子資源利用率與以前相比，有了很大增幅，但在商業搜索引擎的強力沖擊下，圖書館似乎已經喪失了被用戶作為資料查找途徑的首選地位，同時到館讀者和紙本圖書借閱量不斷降低。

2.2 資源整合困境

目前由于受到多種因素制約，數據開放程度較低，在知識服務領域，“信息孤島”現象普遍存在。就圖書館而言，以超星、CNKI、Elsevier、EBSCO等為代表的國內外各資源建設出版商成為圖書館數字資源供給的主體，然而這些異構的數字資源運行平臺、存儲方式、關聯方式、數據格式各異，給圖書館大數據整合帶來極大困擾，即便采用現有的數據挖掘技術或采購商業整合平臺，還是存在許多問題，難以進行高效的知識發現。許多專門針對圖書館用戶開發的、能夠統一搜索商業學術資源或開放獲取學術資源的搜索引擎，如國外的三大主要外文學術資源發現系統EDS、Summon、Primo[17]，國內的三大主要中文學術資源發現系統如知網學術搜索、超星發現系統、百度學術搜索等[18]，均未能完美解決信息查準性、知識關聯、個性化呈現等問題。復旦大學圖書館工作團隊通過實地測試，發現EDS、Summon、Primo三大資源發現系統的查全率查準率有待進一步提高，其高級檢索功能更適合初中級讀者而非科技查新者使用[19]。2016年4月，美國圖書館協會（ALA）發布的《State of Americas Libraries Report 2016》[20]顯示，在學校圖書館館員報告的學校圖書館在數字內容支持方面面臨的挑戰調研中，認同師生很難找到合適的數字內容的比例從2010年的10%提升到2015年的29%，認同老師使用數字內容時用戶體驗不佳的比例從2010年的33%提升到47%，不難發現，圖書館資源整合效果不佳是產生上述問題的重要原因。毫無疑問，正是由于大數據環境下，傳統的數據挖掘方法已經無法適應對關系型數據、非結構化的或半結構化的數據挖掘以及深度分析的用戶需求，如何研發先進的、能進行高效知識挖掘和知識發現的人工智能算法就成為必須。endprint

2.3 智能搜索困境

搜索引擎（Search Engine）是運動特定的計算機程序，根據一定的策略和規則，在對從網上所收集的信息進行組織和處理后，將用戶檢索的相關需求信息以多種形式展示給用戶的系統。作為用戶和信息源之間的溝通渠道，搜索引擎被認為是人類主動意識與互聯網之間最重要的關聯和連接方式，能夠幫助人類在廣袤無垠的信息海洋中快速獲取有效信息。對圖書館未來發展影響最根本和最核心的人工智能技術是智能搜索引擎技術。雖然，多年來全球各大搜索系統不斷發展完善，但總體上看，還屬于傳統被動式搜索模式。不管是國外的Google、Bing、Yahoo！Search、Ask、Aol Search、MyWebSearch、WebCrawler、Wow、Infospace、Blekko等國外十大知名搜索引擎，還是國內的百度、搜狗、搜搜、愛問、有道、中搜、360等搜索引擎，均以被動式搜索為主，其特點主要有：（1）依靠關鍵詞索引技術，對關鍵詞的相關網頁進行機械呈現，系統交互性低，由用戶自己根據需要挑選信息；（2）無法實現網頁、語音、視頻、圖片等多維度整合搜索，目前僅能提供網站鏈接結果；（3）無法完好解決詞匯的“忠實表達”和“表達差異”問題，缺少適應信息源的動態變化要求，更無法實現高度個性化搜索結果呈現。因此，要實現智慧搜索，需要從以下兩方面對人工智能算法技術取得突破：（1）對數量巨大的結構化和半結構化數據進行高效率的深度分析，深入挖掘隱性知識，如從自然語言構成的文本網頁中理解和識別語義、情感、意圖等；（2）對數量更為龐大的非結構化數據進行分析，能夠將海量、復雜、多維的語音、圖像和視頻數據轉變為能被機器識別、語義清晰的信息[21]。

3 人工智能技術發展給圖書館帶來的機遇

3.1 重要報告介紹

正是基于對人工智能技術發展的現狀和樂觀認識，多份重要研究報告均認為在未來幾年人工智能技術將在圖書館、教育等領域得到普遍應用。如《International Federation of Library Associations Trend Report 2013》將人工智能與大數據、移動終端和3D打印并列為四大技術發展趨勢之一。該報告提出人工智能對未來圖書館主要產生了三個方面的影響：（1）下一代網頁瀏覽器能夠超越關鍵詞分析和對網頁特定內容進行語義分析（語義網）；（2）網絡設備能夠具備語音識別、機器翻譯、語音合成以支持實時多語言翻譯等綜合功能；（3）能夠對多元、復雜網頁內容的云服務眾包翻譯和識別[22]；《The NMC/CoSN Horizon Report： 2017 K–12》指出，基本教育中所采用的技術分別是：1年或1年以內，創客空間、機器人技術；2-3年，分析技術、虛擬現實；4-5年，人工智能、物聯網[23]；《NMC Horizon Report：2017 Higher Education Edition》指出，高等教育中教育技術的重要進展包括自適應學習技術、移動學習、物聯網、下一代學習管理系統、人工智能以及自然用戶界面[24]。《NMC Horizon Report：2017 Library Edition》指出，學術研究圖書館今后重要的技術發展是：1年或1年以內，大數據、數字學術技術；2-3年，圖書館服務平臺、在線身份識別；4-5年，人工智能、物聯網[25]。

3.2 面臨重要機遇

（1）文獻資源建設領域。人工智能算法的不斷進步，為圖書館學術資源智能搜索系統的發展提供了可能。從人工智能最核心的算法層面看，智能搜索引擎涉及到自然語言處理、機器學習、計算機視覺、人機交互、數據挖掘和信息檢索等人工智能技術，其中最核心的技術是能夠準確理解用戶的搜索組合或口語化表達的自然語言處理技術，自然語言處理包括語音識別、語言翻譯、文本分析、搜索引擎、語義理解等。人工智能算法性能的改善和提升，將會帶動智能搜索引擎搜索效率和查準率的大幅度提升，從而為圖書館提供更加人性化、個性化和智能化的信息服務奠定了堅實基礎。

（2）館舍空間建設領域。數字時代圖書館提供紙質閱讀的功能不斷弱化，圖書館正成為人與信息、人與人之間交流的知識共享空間。空間體驗被認為是圖書館的核心價值之一[26]。吳建中教授提出圖書館由“人”“資源”“空間”三要素構成，認為要“發掘圖書館作為場所的價值”“發揮圖書館作為城市第三空間的價值”，圖書館是“虛擬與實體高度融合的交流空間”[27]。借助人工智能技術，結合物聯網技術，建設包括智能照明系統、智能通風系統、智能發布系統、智能廣播系統、智能消防系統、智能安保系統、智能溫濕度控制系統等在內的綜合性智能建筑管理系統以及個性化、舒適化、智能化的信息共享或創客空間成為可能。

（3）用戶管理服務領域。大數據是國家基礎戰略性資源，是新資源、新技術和新理念的混合體。隨著大數據的快速發展，以及各國均以建設“數據強國”為目標的實施，數據管理和服務將在圖書館扮演著越來越重要的地位。2015年，美國ACRL出版的《Environmental Scan 2015》[28]指出，數據管理服務是學科館員的新方向，并且很多圖書館試圖通過共享圖書館集成系統/資源管理系統、加強大規模、跨機構的數字化館藏或技術設施合作、開展關聯數據，數據挖掘及分析工具等用戶驅動研究來支持知識發現服務。這些都充分說明圖書館今后的資源建設和服務模式的變革應堅持數據驅動導向，數據驅動發現成為一種新的科學進步路線，數據治理成為圖書館事業發展的新機遇[29]。借助不斷發展的人工智能技術，圖書館今后在信息素養智能教育、智能閱讀輔導、智能語音服務、智能圖書管理、智能用戶服務等方面取得重要進展。

4 人工智能發展給圖書館帶來的變革

4.1 環境維度：智能館舍空間

4.1.1 智能館舍設計：從人工設計到智能設計

建筑不僅是人類遮風避雨、抵御侵犯的安身之所，也是所處時代之精神與道德觀念的物化表現[30]。尤其對于圖書館這種具備文化和藝術屬性的特殊公共建筑來說，圖書館建筑是人類文化、科學和藝術共同孕育的結晶，是一個人的心靈與情感在此最大限度敞開的地方。近些年來不管是各地方政府還是各大高校在建設新圖書館時，都將圖書館定位為靈魂驛站和文化地標或者是大學文化精神的象征。何謂智能圖書館建筑設計？一是從建筑結構角度理解，建筑結構設計要智能化，二是從設計過程角度理解，建筑設計過程要智能化。這具體體現為：一方面，現有的圖書館建筑或者在內部結構設計上未能很好體現圖書館人性化、開放化、生態化、智能化的理念，或者在功能需求設計上未能有效適應現代化圖書館以用戶為中心的多樣化功能空間布局需求，或者在外在造型設計上未能有效結合當地傳統歷史和文化特色；另一方面，建筑設計過程主要還是由設計師人工完成，這不僅是一項體現設計師閱歷、審美、創意的創造性工作，同時也是一項具有大量重復性勞動的體力活，這就非常有必要在建筑設計階段引入人工智能系統。endprint

當今和未來，隨著人工智能技術的發展和在建筑業的廣泛應用，建筑設計師能夠借助智能建筑設計軟件更好地開展智能化圖書館建筑設計。據新聞報道，在我國小庫科技公司研發了世界第一個人工智能建筑師——小庫（XKool），它結合了機器學習、大數據、云計算、智能顯示與VR等技術，將多種先進的算法融入到最簡單易用的操作界面中；它能幫助建筑師和開發商完成常規的規劃和建筑設計前期工作；其近期目標是成為建筑師的智能助手，遠期目標是成為人工智能建筑師。據說小庫可以減少90%的前期投入和經濟投入，降低錯誤率99%以上[31]。就目前來說，筆者以為，人工智能建筑設計軟件在圖書館建筑設計方面主要發揮了兩方面的作用：（1）為建筑設計師減少前期工作。建筑設計是一項包含了大量前期規劃、繪圖計算的工作，智能軟件通過承擔大量前期性、重復性、基礎性的設計工作，并大幅度降低錯誤率，讓設計師集中精力在特殊需求和創造性設計上；（2）為建筑設計師提供創意源泉。其實，目前國內真正了解圖書館的建筑設計師并不多，像采用“美麗書籍”造型的廣州市圖書館設計方案也是出自國外設計師之手，因此系統通過內置古往今來全球各大圖書館建筑設計成千上萬個成功或失敗的案例，幫助設計師快速學習和準確把握圖書館建筑的特有屬性和新型理念。

4.1.2 智能感知空間：從簡單感知到智能感知

一個具有人腦般聰明智慧的建筑物應該包括什么內容？有人形象地概括為三個部分：[32]（1）大腦——建筑管理系統。該系統能夠監測天氣變化，控制并監測主動和被動環境系統的運作情況，如出氣口、通風片、百葉窗、日光燈、機械通風、供暖制冷設備、防火和安全系統等等， 從而保證能源最高使用率；（2）神經網絡——弱電技術和傳感器。弱電技術（傳播信號、進行信息交換的電能）和傳感器（直接與被測對象發生聯系，感受被測參數變化，并發出相應信號）猶如人類的神經網絡，能夠有效幫助智能建筑中能夠從四面八方并時時刻刻收集信息，并通過執行器開展信息處理、分析、控制、反饋和協調工作；（3）皮膚——智能外墻。通過采用凈化空氣混凝土外墻，凈化二氧化硫、氮氧化物、甲醛、苯等有害氣體，使建筑外圍能履行主動的、自我調控的職能，就如同人體的皮膚一樣具有靈敏性、自我調節功能、自我恢復功能、自我保護功能。筆者以為，構建圖書館館舍空間智能化主要包含圖書館空間設施物聯化和建筑系統智能化兩個方面，空間設施各類信息的感知和收集是基礎，對收集的感知信息進行有效分析和個性化呈現離不開統一的智能化管理平臺，兩者缺一不可、互相促進、相輔相成。就建筑系統智能化而言，目前我國智能建筑發展存在智能化水平較低、智能系統協調性不足等問題；就空間設施物聯化而言，現有研究和實踐更多集中在提供物理館藏定位管理和自助服務當中，結合地理定位和全方位情景感知信息提供的個性化服務的研究和應用還有很多不足。

在人工智能技術的幫助下，圖書館的感知空間可以從簡單感知變為智能感知，具體體現為：（1）空間設施物聯更加智能化。構建智慧圖書館的首要前提就是要借助物聯網技術，將圖書館各種信息資源（如環境、文獻、空間、家具等）進行定義、感知和采集，為實現智慧化服務管理奠定前提。用戶通過可穿戴設備、智能手機的APP或藍牙可操控預約使用網絡終端空調設備、打印復印、視頻終端、流媒體播放器等設備；館員還可遙控指揮智能機器人開展工作。目前物聯網傳感器包括但不限于光傳感器、聲音傳感器、氣味傳感器、運動傳感器等，主要采用RFID、Zigbee等技術[33]，隨著智能交互技術、人工智能視頻識別、語音識別技術的快速進步，采用視頻識別、語音識別傳感器進行情景感知信息收集成為可能，加上信息收集之后的大數據智能挖掘分析技術，從而使空間設施物聯更加智能化；（2）建筑管理系統更加智能化。建筑智能化系統包括智能照明系統、智能溫濕度控制系統、智能通風系統、智能消防系統、智能安防系統、智能信息發布系統、智能廣播系統等內容。然而目前各系統普遍存在邏輯序列判斷水平不高、互相難以協調、交互程度低等問題[34]，借助人工智能技術，使建筑智能化管理系統能夠基于同一平臺進行自我學習、自我協調、自我診斷，并能很好地與圖書館其他智能應用系統（如智能交互系統、智能資源搜索系統、智能管理系統等）進行對接和信息交互，最終為用戶提供基于時間、地點、個性化、互動性等多樣化情景感知的個性化服務提供條件。

4.2 資源維度：智能資源系統

4.2.1 智能資源建設：從經驗決策到智能決策

文獻資源建設是圖書館各項工作的核心。圖書館界也認識到文獻資源建設的原則應從館藏驅動轉變為用戶驅動，但是在實際工作中，由于受到傳統思維慣性、用戶需求難以準確把握、需求信息獲取成本過高、相關激勵考核措施或制度保障不到位、資源采購管理機制不完善等多種因素的綜合影響，目前還真正難以完全做到“以用戶為中心”采購文獻資源，導致資源重復采購和利用率較低[35]。如Levine-Clark[36]和 Schroeder[37]分別對丹佛大學圖書館和楊百翰大學圖書館的圖書使用頻率進行調查發現，利用傳統方式購買的圖書從未被借閱過的占比為50%以上。為更好解決上述問題，一種全新的資源建設模式——讀者決策采購（patron-driven acquisition，PDA）應運而生。讀者決策采購意味著讓讀者從文獻資源建設的終端和接受者轉變為首端和發起者，該模式在美國大學圖書館資源建設尤其是電子圖書建設中得到較為廣泛地應用，我國也進行了探索和嘗試。早在2010年，ARCL在《學術圖書館十大趨勢》中就把PDA排在首位，提出圖書館館藏的增長已經變為讀者驅動。雖然PDA采購模式有很多優點，但不可否認，數字時代該模式更多地是指圖書館基于讀者的實際瀏覽與閱讀情況，以是否達到預先設定好的標準（或參數）而觸發對某一文獻購買指令的資源建設模式[38]。這種模式從某種程度上說是簡單粗暴的需求決定供給模式，它對于如何更好解決紙本圖書按需采購、如何合理協調不同類型資源采購比例、如何科學分配不同學科領域資源采購經費、如何吸引更多用戶參與資源采購推薦、如何準確獲知開放資源情況等問題解決就顯得力不從心了，因此在很多時候圖書館文獻資源采購在極少量的用戶推薦之外，更多是基于采購人員的經驗來進行決策。endprint

隨著大數據和人工智能技術的發展，系統能通過深度學習機制，自動對所有用戶個性化需求信息和各類型文獻資源信息進行收集整合和交叉對比分析，從而使構建智能化文獻資源采購決策系統成為可能。智能采購系統建設需要關注兩個重點：（1）要科學合理確定影響因素。圖書館可結合用戶群體特征（如性別、年齡、教育背景、職業等）、用戶個性化信息（如在高校，各專業師生人數、學科設置、學科地位排名、學校重點建設學科、師生興趣愛好、學校開設課程名）、薦購圖書綜合信息（與專業相關度、圖書的受歡迎程度或利用率、圖書價格等）、專家建議（學科建設、圖書利用率、圖書復本率等）及年度經費預算等綜合因素，建立科學的、客觀的決策模型，從而完成圖書訂購計劃，使圖書購買經費得到最優化的配置[39]；（2）要全面收集分析開放資源。目前隨著全球開放存取運動日漸深入人心，越來越多的資源成為免費開放可獲取。2015年10月經合組織發布《讓開放科學成為現實》[40]，標志著開放科學進入各國政策領域。截至到2017年10月22日，DOAJ網站上登記有10663種免費開放獲取期刊，276萬篇文章[41]。2013年Archambault的研究表明，到2011年出版后以兩種開放形式（立即獲取和出版后延期獲取）出版的論文已經占據了總論文量的50%，并且還在以每年2%的速度增長[42]。除了開放期刊外，網上還有大量的機構知識庫、電子圖書、MOOC、多媒體視頻、音頻資料，開放運動推動了圖書館轉型。智能采購系統通過智能收集分析開放資源，并和采購資源目錄進行交叉對比分析，為采購館員提供輔助決策參考。

4.2.2 智能資源搜索：從被動搜索到智慧搜索

人工智能技術和智能搜索引擎技術相輔相成、互相促進。智能搜索引擎所具備的大數據優勢能夠極大促進人工智能技術發展；而人工智能算法性能的改善和提升，又會帶動智能搜索引擎搜索效率和查準率的大幅度提升。智能搜索引擎涉及到自然語言處理、機器學習、計算機視覺、人機交互、數據挖掘和信息檢索等人工智能技術，雖然當前百度智能搜索、Google的Rank-Brain、Facebook的Deep Text、Yahoo！的CatteOnspark以及微軟的RankNet等主流搜索引擎大都融合了上述技術，但技術并未出現革命性突破，不過從長遠來看，隨著語義搜索、知識圖譜、高精度搜索等人工智能技術不斷發展，搜索引擎技術呈現智能化、個性化、場景化和交互變化的升級發展趨勢，具體表現為：[43]（1）搜索依托的終端設備，從PC端向手機、平板、可穿戴設備等移動終端泛化；（2）搜索請求的理解方式，從傳統的文字識別向音頻識別、圖像識別、視頻識別等多模態自然語言處理轉變；（3）搜索運行的場景體驗，由傳統網頁輸入向基于位置的場景化自動感知拓展，使得搜索服務無處不在；（4）搜索結果的呈現技術，從傳統網頁排名技術向智能化感知用戶需求的用戶導向技術過渡，能夠個性化、智能化、高效化展示信息流。

隨著搜索引擎從傳統搜索演進為智能搜索，即從過去的對用戶需求被動響應的“即搜即得、即搜即用”到目前的對用戶需求智能化感知的“不搜既得、個性呈現”，智能資源搜索系統在圖書館的未來可能應用領域有：（1）研發文獻資源利用智能問答系統。該系統借助人工智能超強學習算法，基于大數據開展超大量的自我學習訓練，把搜索查詢轉化為可回答問句的交互形式，通過人機問答和多輪交互方式來逐步提升文獻資源搜索交互效果；（2）拓展文獻資源利用搜索場景范圍。能夠為用戶提供除文本資源以外的語音、圖片、視頻等各類型文獻資源搜索，并結合位置感知搜索和移動場景，結構化呈現精準信息內容，從而大幅提升信息服務能力；（3）整合文獻資源利用搜索數據來源。將來不僅能夠克服目前各類型、各國別、各出版社文獻資源數據孤島化的弊端，全面整合“網上+圖書館+出版社+合作伙伴”等書目數據信息來源，而且也會突破語言障礙，即通過任何一種語言搜索均能獲得全世界所有語言相關搜索信息；（4）優化文獻資源利用搜索呈現技術。通過不斷優化深度學習算法，實現對用戶屬性、狀態、興趣、情感狀態、需求內容等語義信息的精準判斷，借助從億萬級知識碎片中深度挖掘知識關聯而形成的知識圖譜，為用戶提供興趣自動識別、內容語義理解、信息過濾推送，使搜索結果更加人性化、個性化和智能化。

4.3 服務維度：智能用戶服務

4.3.1 智能用戶教育：從人工培訓到智能教育

公民素質的提高是一個國家強大的根本。公民素質包括思想道德修養、科學教育水平、民主法治觀念等多個內容。國家高度重視公民素質的教育提高，除了教育系統外，圖書館在提高公民素質方面也扮演了重要作用。我國甚至將全民閱讀推廣上升為國家戰略，不僅在2013年首次將“全民閱讀”寫進政府工作報告，而且制定了《全民閱讀促進條例》。全國各級各類圖書館如火如荼開展諸如讀書講座、讀書知識競賽、悅讀分享會、真人圖書館等形式多樣的閱讀推廣活動，取得了不錯效果。此外，互聯網時代，光推進閱讀讓更多人有識字能力還是不夠的，公民的信息素養（數字素養）也是公民素質的重要內容。為此，各國國民教育課程也逐漸將數字素養納入教育范疇，歐盟2011年開始實施“數字素養項目”，2010年美國將數字素養工程納入到國家寬帶計劃[44]。甚至，國際閱讀協會（International Reading Association，IRA）也改名為全球國際素養協會（International Literacy Association，ILA），以積極推動公眾信息、媒體、數字和技術等多元素養教育。同時大學或研究型圖書館也比較重視用戶信息素養能力的培訓和提升，如ACRL于2015年1月通過了《美國大學與研究圖書館協會高等教育信息素養框架》，提供了信息素養教育指導標準。在我國首屆全國高校圖書館服務創新案例評獎中，共有32個案例獲獎，其中有6個獲獎案例屬于閱讀推廣范疇，2個獲獎案例屬于信息素養教育范疇[45]。總體來說，目前圖書館針對用戶的教育培訓還是以人工培訓、人與人之間互動交流為主。endprint

隨著人工智能技術的發展，人工智能可以充分參與到用戶教育培訓過程中，教育人工智能是人工智能與學習科學相結合而形成的一個新領域。影響教育人工智能發展的關鍵技術主要有知識表示方法、機器學習與深度學習、自然語言處理、智能代理及情感計算等。圖書館對用戶實施信息素養培訓或閱讀推廣活動，本質上就是一項教育過程。今后人工智能在圖書館用戶教育的典型應用可能有：（1）作為輔導學生個性化學習的智能導師。即智能導師系統通過對教育大數據進行挖掘、處理、分析和數據建模，尋找學習者學習結果與學習內容、教學資源、教學行為等變量之間的關系，同時根據學生興趣、習慣、學習需求、專業背景、知識結構以及現有信息素養水平，為其制定個性化的學習方案，并對學習情況進行評價、反饋，進而不斷調整和優化教育決策，重構教學內容和教學計劃。如美國普渡大學構建的“課程信號”教師教學支持與學習干預系統就是一種初步嘗試。早在2009年，日本東京理科大學研制出機器人教師“薩亞”；（2）作為輔助教師承擔重復性工作的智能助手。智能助手機器人既可以幫助教師完成朗讀課文、點名、收集整理資料、監考、收發試卷，或輔助教師進行備課和科研活動，從而減輕教師負擔，提高工作效率；又可以幫助學生管理學習時間和合理安排學習任務，借助智能語音技術，進行語音對話咨詢活動。如網龍華漁教育所研發的“未來教師”機器人、蘋果手機研發的Siri智能語音助手等。美國佐治亞理工大學研制出機器人助教“沃特森”，在線與學生通過郵件互動了5個月，竟然沒有任何學生發現；（3）作為陪伴兒童成人閱讀學習的智能伙伴。開展閱讀推廣是各級各類圖書館的重要服務功能之一，公共圖書館可以引進智能伙伴機器人，陪伴兒童一起閱讀學習、開展智力問答游戲和講故事比賽活動、提供繪畫或手工指導等。如北京紫光優藍機器人公司研發的“愛樂優”家庭親子機器人就是一種大膽嘗試[46]。此外，針對成人閱讀，可借助智能語音技術，開發電腦合成語音朗讀經典著作產品，用戶可以個性化定制朗讀聲音，體驗“明星大咖為你讀書”，如咪咕數媒與科大訊飛正在共同打造的高品質朗讀包產品。

4.3.2 智能管理服務：從傳統服務到個性服務

網絡時代，圖書館服務正面臨內憂外患窘狀：一方面人們信息獲取渠道靈活多樣，數字或網絡閱讀、新媒體閱讀方興未艾，圖書館傳統服務正不斷失去吸引力，用戶流失現象嚴重；另一方面，許多圖書館內部普遍存在館藏陳舊、因循守舊、功能單一、人浮于事等現象。2011年，美國一學者甚至撰寫了《2050年高校圖書館尸檢報告》[47]一文，認為高校圖書館的傳統館藏將過時，圖書館培訓變得沒有必要，信息素養成為普通教育的一部分，圖書館工作被合并到信息技術部門，參考咨詢服務將消失，服務質量將屈服于經濟壓力，因而到2050年高校圖書館最終將消亡，這引發了人們熱烈討論。先暫且不論此論斷是否完全具有科學性和合理性，但讓我們不得不認真思考現代圖書館該如何轉型和變革，畢竟沒有變革和創新，圖書館就沒有發展和未來。2011年8月，在美國波多黎各召開國際圖聯年會主題為“超越圖書館”（Libraries beyond Libraries）。推動圖書館的轉型就是要構建第三代圖書館——從以藏書為中心的第一代圖書館、以開放借閱為中心的第二代圖書館，向以人為本、注重人需求的第三代圖書館轉變。第三代圖書館將會超越圖書、超越圖書館，將更加注重人的需求、可接近性、開放性、生態環境和資源融合，致力于促進知識流通，創新交流環境，注重提升多元素養和激發社群活力[48]。因此積極推動傳統服務轉型，借助人工智能技術，建設以人為本和滿足用戶個性化需求的第三代圖書館，就成為必然之舉。

人工智能技術在未來第三代圖書館建設中的應用主要體現在以下三方面：

（1）開展精準信息智能提供服務。通過基于大數據、物聯網、人工智能技術對用戶進行信息收集和行為分析，獲取用戶閱讀習慣、研究興趣、教學內容、專業領域、科研方向、科研團隊、教育背景、相關群體等有效信息，根據特定情景，為用戶提供精準的、個性化的、高質量的信息資源和知識推送，如推薦借閱圖書、某領域專題文獻信息、最新前沿研究熱點、教學參考課件和資料等等，館員可以此為依據嵌入用戶教學過程和科研團隊。如百度教育和武大合作，將武大本身的學術資源與百度教育和學術資源庫進行巧妙整合，借助人工智能技術，能對讀者閱讀偏好和專業進行分析，以提供千人千面的推薦推送，并透過大數據挖掘學生的興趣與天賦[49]；又如，2017年兩會期間光明日報推出的人工智能融媒體產品“小明AI兩會”，通過利用認知服務技術、語音識別技術、圖像識別技術、深度學習、大數據分析與挖掘技術，從而實現對代表委員的照片認知、展示履職情況、繪制人物圖譜關系等核心功能[50]，非常值得圖書館借鑒學習。

（2）開展館內空間智能導引服務。在智能感知空間建設基礎上，用戶可借助館內觸摸顯示屏或手機、可穿戴設備等移動終端，利用知識地圖程序，可享受智能語音服務、智能座位預定、圖書精準定位、館內智慧導航、機器智能咨詢（可與虛擬現實技術相結合）等智能導引服務。如亞馬遜推出的“阿列克夏”（Alexa）人工智能助手突破了語音識別的難題。目前一些圖書館在智能導引服務方面已有初步探索，如深圳鹽田區圖書館引進的機器人“歡歡”，具備圖書信息查詢，自主借書服務、個性化的人機交互、24小時移動安保監控、異常報警系統等功能。又如，英國亞伯大學Hugh Owen圖書館引進了咨詢機器人，不僅可以提供書目查詢功能，還能根據學生身份自動指引學生找到與課程相匹配的推薦書目；再如，清華大學圖書館開發的具有學習與記憶功能的“小圖”咨詢機器人，能夠實現智能人機交互[51]。

（3）開展日常工作智能高效管理。智能管理工作是指利用相關人工智能技術解決業務流程動態監控、資源利用和設施、設備維護等管理與服務、工作計劃任務優先程度安排等問題，以提高管理效率，降低管理成本，提高用戶滿意度，具體包括用戶管理、書籍管理、機房管理、資產管理等內容。用戶管理是指借助設備或平臺智慧收集用戶信息和行為數據，保存至圖書館管理系統中，建立個人數據檔案，方便館員管理和用戶分析。書籍管理是指圖書智能分編、自動借還、智能清點等，如南京大學圖書館引進盤點機器人。機房管理是指智能巡查機房、智能收集數據、智能監控等，如浙江移動將人工智能機器人“光纜衛士”引入網絡運維管理[52]。資產管理是指通過對資產設備植入芯片或電子標簽來進行清點、監控和維護，避免資產丟失。endprint

5 結語

自從1956年人工智能概念在達特茅斯學術會議上被正式提出以來，人工智能發展經歷了起步、停滯、曲折發展和高速發展四個階段，特別是2016年AlphaGo戰勝了世界圍棋冠軍，引發了人們對人工智能的研究熱潮。許多國家將人工智能發展上升為國家核心戰略，我國《十三五規劃綱要》提出要積極發展人工智能。同時國外多份重要研究報告認為在未來幾年人工智能技術將在圖書館、教育等領域得到普遍應用。必須承認，目前大數據環境下圖書館發展正面臨著用戶流失、資源整合以及智能搜索等多重困境，而人工智能技術發展不僅給處于困境的圖書館在文獻資源建設、館舍空間建設以及用戶管理服務等領域帶來了重要機遇，而且也會從環境（智能館舍空間）、資源（智能資源系統）、服務（智能用戶服務）三個維度來推動未來圖書館的變革發展，即智能館舍空間包括智能館舍設計從人工設計到智能設計，智能感知空間從簡單感知到智能感知；智能資源系統包括智能資源建設從經驗決策到智能決策，智能資源搜索從被動搜索到智慧搜索；智能用戶服務包括智能用戶教育從人工培訓到智能教育，智能管理服務從傳統服務到個性服務。

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作者簡介：黃曉斌，男，中山大學資訊管理學院教授，博士生導師，研究方向：競爭情報研究、信息分析、網絡信息開發利用、數字化信息資源管理等；吳高，男，廣西師范大學圖書館研究館員，碩士生導師，研究方向：信息資源管理、公共文化服務、知識產權法等。endprint