創新驅動背景下人工智能在圖書館的應用研究與展望

李 宇，魯 超，馬 波（東北大學圖書館）

人工智能這一概念出自1956年美國教授約翰·麥卡錫召集的達特矛斯學術會議，其原意是利用智能算法、仿真原理、機械技術等手段，通過建立能夠自行解決問題的系統，使機器能夠像人一樣完成相關的工作任務，從而提升工作效率［1］。當前，人工智能已經成為驅動社會變革、推動產業升級的核心力量，為社會生態環境帶來了全新的發展理念，圖書館同樣受益于人工智能技術所帶來的巨大效益。王世偉指出，“人工智能技術無疑是目前全球創新發展中令人稱奇且最為聚焦的前沿技術之一，對圖書館更新和圖書館發展帶來決定性影響”［2］；吳建中在論述中闡明，“人工智能時代不僅已經走來，而且將深刻地影響著社會經濟、文化以及生活等各個領域，圖書館應以積極的姿態擁抱人工智能，積極探索開展人工智能在圖書館領域的應用”［3］；邵波等強調，“大數據、人工智能等技術使圖書館擺脫了服務效能低下的困局，為圖書館的數據收集，情報分析提供了技術和設備支撐，更為圖書館提供智慧服務帶來機遇”［4］。在創新驅動的大背景下，人工智能在圖書館不僅擁有廣闊的發展前景，還將促進圖書館技術手段的全面升級，引發圖書館服務平臺、服務模式的智慧化蝶變，為智慧圖書館的長期建設發展注入活力。

1 人工智能技術在國內外圖書館的應用現狀

近年來，國內外圖書館大量嘗試通過應用人工智能技術構建創新型的服務平臺，且均收到了良好的實踐效果。

1.1 人工智能技術在國外圖書館的應用現狀

美國羅得島大學圖書館為了拓展教學模式，加速教育普及途徑，創建“人工智能實驗室”，該項目在對空間進行改造的同時，添置了6臺裝載AI軟件的高性能計算機，可進行開發設計、實踐教學等開放性綜合服務，旨在為師生及社區居民提供智能實驗空間，輔助開展新興技術的應用體驗等探索性服務［5-7］。英國劍橋大學圖書館的人工智能項目利用全自動掃描機器人“KABIS”完成文獻資源大型數字化項目，每小時最高可掃描3,300頁，極大地提升了資源數字化效率。哈佛大學圖書館通過“KABIS”開展了相關智能項目，致力于用戶行為及館藏資源應用的數據分析，從而提高圖書館文獻資源的獲取效率［8］。美國馬薩諸塞州的劍橋公共圖書館為了提升交互式體驗效果，建設了“Laughing Room”智能空間，當空間智能引擎感應參與者講述的內容幽默風趣時會發出笑聲，激發用戶的參與熱情，鼓勵讀者參與智能交互體驗［9］。美國約翰斯·霍普金斯大學圖書館為了增強文獻遠程獲取及異地傳輸的保障服務能力，設計研發了CAPM系統，由智能機器人對文獻進行快速檢索和辨識讀取，并將獲取的信息傳遞給用戶，使異地資源遠程快速獲取得以高效完成［10］。德國科隆公共圖書館投入使用了仿真型機器人NAO，該機器人集合了多種人工智能科技組件，通過感知、識別技術，實現各種仿真動作，兼具交互、咨詢等功能，可識別20種語言，在提升社交體驗方面取了良好的效果［11］。德國不來梅大學圖書館應用了智能幫扶機器人FRIEND，該款智能機器人能夠依照殘障讀者的實際指令信號輔助其抓取圖書并完成閱后歸位整理等工作［12］。美國斯坦福大學圖書館通過人工智能技術創建了網絡圖書館社區，提供虛擬社交服務，讀者只需通過網絡登錄虛擬社區，就能使用圖書館的虛擬資源進行學習、互動、游戲、咨詢等活動［13］。美國卡內基梅隆大學圖書館為了提高讀者對圖書館資源的興趣，設計研發了兩款有趣的智能闖關游戲，提升讀者對圖書館的認知和了解［14］。美國亞利桑那州立大學圖書館開發了“Quarantined”智能游戲，讀者可通過角色扮演，在游戲中的6個建筑物場景中查詢文獻信息獲取游戲線索，拯救病毒感染者［15］。美國萊康明學院斯諾登圖書館開發了人工智能游戲“Goblin Threat”，將不良的學術道德行為設置成“妖怪”，讓用戶通過消滅妖怪勝出游戲，提升個人學術文化素養［16］。在圖書館稀缺資源展示交流方面，人工智能技術也大有可為。英國曼徹斯特大學圖書館利用AR技術展示圖書館古籍特藏資源，即SCARLET項目，讀者通過SCARLET-APP識讀文獻，手機終端就會推送該古籍文獻相關的圖片、文字、音頻等多元數據流，實現古籍特藏的在線瀏覽［17］。美國邁阿密大學圖書館的ShelvAR系統是美國國家設計研究院研究生為圖書館開發的用戶圖書搜索系統，該系統可自動判斷架位信息，極大地提升圖書館館員管理圖書的工作效率，即使是沒有圖書館工作經驗的人在從事圖書管理工作時也能和經驗豐富的館員一樣快速和準確［18］。

1.2 人工智能技術在國內圖書館的應用現狀

我國對于人工智能在圖書館領域的理論研究起步較早。1992年，陳建宏提出利用人工智能技術批量加工文獻，實現文獻的分類、編目、索引、文摘等自動化處理［19］。此后，更多學者開始關注人工智能研究領域。國內較早開啟人工智能實踐研究的機構是清華大學圖書館，設計研發了AI機器人“小圖”，通過構建AIML語料信息庫實現了AI機器人與讀者自由溝通，提供信息咨詢等服務，并且增加了自我學習功能，通過與讀者交流實現語料信息庫的自動填充積累［20］。上海交通大學研發的機器人“小交”是基于MSN的智能聊天機器人，除具備自主聊天功能外，還能提供學科導航、借還提醒、文獻查詢等服務［21］。此外、哈爾濱工業大學圖書館、國家圖書館、三峽大學圖書館等也都先后通過人工智能機器人等開展智能咨詢服務，因AI機器人交互性能良好、儲備信息強大、服務功能完善，受到眾多讀者的青睞。深圳圖書館是國內第一家全面使用RFID技術的公共圖書館，不僅實現了自助借還，還建設了智能導航系統和智能盤點系統，使服務效率極大提升［22］。南京大學圖書館在RFID基礎上，進行了深度開發，設計了盤點機器人“圖客”，使得智能盤點功能更加強大，獲得多項國內外專利，可以在無人干預下自主完成盤點工作，并且在國內多所高校圖書館投入使用［23］。西安交通大學圖書館“虛擬全景系統”也是通過VR技術，根據錢學森圖書館和醫學財經圖書館實際情況，設計了仿真服務場景，實現了圖書館空間的虛擬展示［24］。浙江理工大學圖書館通過人臉識別技術完成了讀者身份驗證，無須出示任何證件，讀者只需刷臉即可入館，成為較早提供此項服務的國內圖書館之一。華中科技大學圖書館運用人臉識別技術實現了刷臉借書服務。中國計量大學圖書館則借助百度人工智能開放服務云平臺的人臉識別模塊研發了獨立的門禁系統，不僅減少了辦證費用，簡化了借書流程，還提高了身份識別的效率，增強了讀者的智能體驗［25］。

2 國內圖書館應用人工智能存在的問題及不足

2.1 人工智能服務領域有待拓展

盡管近年來我國圖書館在人工智能領域進行了很多嘗試，部分項目得到了快速發展，形成了系列標志性產品，但與歐美等國外圖書館相比，我國圖書館在智能空間管理、智能游戲服務、智能殘障幫扶、智能社交體驗等領域涉足較少，甚至在一些領域未有觸及，亟待進一步拓展相關領域的智能服務。如，2018年美國至少有28家圖書館使用ASRS圖書館自動存取系統開展大規模密集圖書管理，形成了巨大的規模效益［26］，而國內首個大型智能化立體書庫是2019年底正式投入使用的蘇州第二圖書館智能立體書庫，貴州省圖書館（北館）的智能立體書庫于2020年底建成并投入使用［27］，深圳市圖書館調劑書庫預計2023年建成，國家圖書館國家文獻戰略儲備庫項目于2017年確定設計方案，目前國內只有4家圖書館ASRS書庫進入實施階段［28］。國內圖書館總體建成項目較少。美國芝加哥公共圖書館能夠為讀者提供編程及機器人等方面的研究培訓服務，英國伯明翰大學圖書館的安保機器人Bob可獨立自主實施館舍空間安全檢測，提供智能安保服務［29］，而我國圖書館目前在這些領域都尚無涉及。

2.2 創新型研發有待加強

人工智能涉及高新智能科技，其核心技術成果多集中在專業公司或高校科研院所，對于圖書館而言存在較大的技術壁壘。因此，現階段我國圖書館人工智能項目多是通過引進成熟的技術平臺產品加以應用實施，少數圖書館為了縮短項目周期，甚至將項目完全委托給第三方實施，雖然智能服務項目在短期獲得了成效，但也引發了諸多問題：未與圖書館主流業務深度對接，用戶體驗欠佳；過度依賴制造廠商，導致圖書館服務出現“盲盒”效應；各類智能化服務項目自成一體，很難發揮整體聯動效應等。究其原因，主要是圖書館缺乏自主創新意識，對新技術、新產品的主動參與性不夠，導致智能技術與圖書館員之間、項目服務與實際業務之間、用戶反饋與研發升級之間脫鉤。因此，圖書館應調動各方力量，主動參與智能項目的創新研發工作，將館員的智慧及經驗充分融入智能項目建設中去，將人工智能技術與圖書館業務深度結合，開發出適合圖書館實際需求的智能化服務，最大程度上發揮出智慧圖書館的服務效力。

2.3 用戶隱私保護有待提升

圖書館的人工智能服務是建立在讀者服務基礎上的，在組織實施人工智能服務項目時，部分圖書館對于用戶隱私保護問題考慮不足。特別是近年來廣泛應用的人臉識別技術，雖使刷臉辦證、刷臉入館、刷臉借還等讀者服務變得便捷高效，但是一旦讀者面部隱私信息泄露，將為讀者帶來不可估量的經濟損失。此外，很多高校圖書館都開展了用戶畫像研究整理工作，旨在為用戶提供更為精準的個性化服務，但同時也極易引發用戶隱私泄露問題。因此，圖書館需要謹慎對待，一方面采集用戶敏感信息應獲得用戶的授權認可，另一方面要嚴防用戶隱私數據被不法分子竊取牟利。圖書館要提高數據安全防范管理等級，在使用人工智能技術開展服務的同時，制定完善的管理防護策略，以保障各類數據信息安全有效運行。

2.4 圖書館專業技術力量亟待增強

從國內圖書館人工智能應用實踐的現狀來看，絕大部分圖書館過度依賴商業技術公司的服務力量，只有少數與AI廠商開展了相關合作，并參與自主創新。導致這種現象出現的原因除了資金規模、項目周期等因素外，另一個主要原因就是國內圖書館專業技術力量嚴重不足，創新研發能力亟待增強。人工智能是我國新興技術學科，專業人才少，技術含量高，近幾年該行業才在國內得到發展，圖書館又滯后于產業發展，因此國內圖書館在該領域的項目建設經驗不足，有待于通過專題建設提升完善。此外，圖書館人員管理模式及人才引進機制不夠靈活，激勵措施、薪酬待遇缺乏優勢，使得圖書館人才引進緩慢。高端人才往往匯聚于國內一線城市及高端研發公司，一定程度上制約了圖書館的人才積累。2020年，中國科學院文獻情報中心開展的有關“智慧圖書館建設現狀調查與分析”數據顯示，國內“雙一流”高校圖書館館員維度的考核評價因子指數略大于3，圖書館高素質人才占比低于50%，信息技術類館員隊伍不能滿足智慧圖書館建設發展需要，圖書館員綜合創新能力與圖書館智慧化建設需求仍存在較大差距［30］?！半p一流”高校圖書館現狀尚且如此，國內其他圖書館技術力量綜合狀態就更加堪憂了。因此，圖書館需要通過多種途徑，加大高端人才引進力度，豐富人才培養途徑，完善人才激勵措施，建設與智慧圖書館相適應的人才隊伍，全面增強圖書館技術保障力量。

3 國內圖書館實施人工智能的應對策略

3.1 科學規劃，拓展應用領域

作為文化教育產業的重要組成部分，圖書館應精準謀劃，科學部署，圍繞智慧圖書館建設目標，加速人工智能項目建設，全面拓展智能科技在圖書館的應用領域。圖書館要從全局發展觀出發，制定長期愿景目標和階段發展規劃，分步驟分階段有序實施，使智慧圖書館建設得以持續穩定發展。國內圖書館應在提供信息咨詢、智能盤點、人臉識別等服務的基礎上，全面拓展“知識采集服務”等服務領域，積極探索人工智能科技給圖書館帶來的新服務增長點，延伸圖書館智能化服務途徑。同時，關注業界最新動態，引入新技術、新成果、新體驗、新服務，積極布局建設全新的智能互聯服務體系，以智促建，以建促享。從內部改革出發，借助人工智能科技的外部力量，提升人工智能技術服務水平，增強圖書館綜合服務能力。緊緊抓住“智能制造，智能引領”的發展機遇，通過合作、共建、共享等多種方式，強化各層級科技支撐力量，夯實圖書館智能服務基礎，實現圖書館智慧化的快速發展。

3.2 加強自主創新，推進升級轉型

人工智能助力圖書館服務提質擴容的進程是圖書館實施智慧化產業升級的進化過程，也是將智能技術、智能成果融入圖書館各業務層級且全面重塑圖書館產業鏈的蝶變過程，因此圖書館在應用人工智能技術推廣智能服務項目時，要注重加強自主創新，積極推進自身業務轉型升級。網絡環境下，智能服務體系建設不是智能設備的物理堆砌，更需要融合智慧邏輯和前瞻式思維，實現人工智能技術成果與圖書館產業需求的深度契合。要充分發揮圖書館的主導作用，研發出適合圖書館的項目成果，提高圖書館服務效能。新一代圖書館智能服務體系一定是以信息為基礎、以服務為主導、以技術為驅動、以互聯為途徑的綜合服務體系，因此，圖書館應在我國信息產業快速發展的宏觀背景下，以智慧圖書館建設為契機，將知識獲取、機器學習、數據挖掘、虛擬現實、物聯網、云計算等人工智能技術與圖書館的構成要素和業務需求深度結合，設計研發出適合圖書館的新業態模式，致力于信息組織網云化、管理控制無人化、用戶服務個性化、空間體驗智能化、場景服務虛擬化，通過一切有效的智能技術手段構建出圖書館各層面的新型智慧服務平臺，實現圖書館行業的整體轉型升級。

3.3 完善數據管理，加強隱私保護

人工智能的自動化、智能化信息收集管理模式提高了圖書館的服務效率，給用戶帶來了良好的服務體驗，但隱私保護、倫理道德等問題也凸顯出來，需要圖書館完善數據管理制度，加強用戶數據隱私保護，嚴防信息泄露，切實保障用戶權益不受侵害。圖書館在開展相關服務項目時，要制定完善的規章制度和操作流程，對數據管理人員及技術操作人員進行系統培訓，履行好數據安全管理主體責任；履行信息獲取告知義務，在用戶知情及許可下合法采集數據；制定安全等級管控策略，及時排查系統漏洞，對信息的采集、管理、維護、傳遞、保存加以規范約束，對個別特殊信息進行加密處理；如果數據涉及個人敏感信息，應及時向上級網信部門備案。

公共信息安全管理是一個不斷完善的過程，需要社會全體人員共同努力。近年來，我國加強了公共規范的制定與實施。2018年，多家高校及國內人工智能企業聯合發布了《新一代人工智能行業自律公約》，致力于建立人工智能公共道德倫理體系，規范國內人工智能行業行為，促進人工智能行業健康穩定發展［31］；2019年，國家互聯網信息辦下發了《數據安全管理辦法（征求意見稿）》，從維護國家信息安全、社會公共利益、保護公民合法權益的角度出發，推出了四十條指導及約束性條款，并明確規定“網絡運營者不得以改善服務質量、提升用戶體驗、定向推送信息、研發新產品等為由，以默認授權、功能捆綁等形式強迫、誤導個人信息主體同意其收集個人信息”［32］。系列公共政策的出臺，較為全面地對用戶權益、隱私保護進行了約束，也為圖書館科學使用人工智能技術、規范數據信息管理、規避安全隱患提供了重要的理論參考。

3.4 加強人才的引進與培養，提升技術保障力量

在圖書館全面推廣人工智能技術不僅能加快國內智慧圖書館的建設步伐，也能提升圖書館的核心競爭力和綜合服務能力，這對圖書館員提出了更高的要求。只有積極引進和培養高端技術人才，打造高水平的智慧館員技術團隊，才能提供完善的技術保障，有能力承擔高附加值、高影響力的創新項目，實現圖書館與圖書館員同步躍升的發展局面。

近年來，我國高度重視人工智能人才培養工作。2018年，教育部制定了《高等學校人工智能創新行動計劃》，加大了人才培養規模和培訓力度［33］，至2019年5月，我國已有31所高校建立了人工智能學院，24所高校組建了“人工智能研究院”開展專題研究［34］，未來將有更多的專業人才進入人工智能應用領域，這都為圖書館引進專業人才提供了機遇，并為與高?？蒲袡C構開展合作提供了發展平臺。圖書館要有計劃，分步驟地實施人才戰略：重視人才招募，優化人才隊伍結構；完善館員隊伍的培訓措施，提供廣泛的培訓交流渠道，融入創新思維，積極培養圖書館復合型人才；重視實踐項目對館員的培養與提升，鼓勵館員申報科研立項，引導開展實踐性創新項目研究；積極開展區域性館際合作交流，通過行業及地域范圍的聯合共建、協作共享，增進館員交流，促進科研成果普及推廣；聯合行業公司及科研團隊，組織館員參與新業務、新技術研發升級工作，培養館員創新能力，增進知識積累。積極構建館員與智能科技協調發展，使圖書館的人才隊伍穩健發展，圖書技術保障力量持續性得到提升。

4 國內圖書館應用人工智能的未來展望

4.1 智能科技驅動效應顯著

人工智能是融合了眾多學科元素的科技集合體，其高效、穩定、快捷、持久等特點已經遠遠超過人類個體，能夠勝任各種特殊環境下的服務工作，技術驅動效應顯著，人工智能強大的運算效率對于未來圖書館海量信息資源的高速智能化管理、精準智能化決策都具有顯著技術優勢?！?020十大戰略性技術趨勢報告》指出，人工智能與機器學習將提升人類各種場景的決策能力，給人類發展和社會生活帶來巨大變化［35］。人工智能技術成為新一輪科技革命和產業變革的核心驅動力，是引領未來的戰略性技術，全球視野下很多國家已經把發展人工智能作為提升國家競爭力的重大戰略［36］。人工智能作為人類智慧的集合載體，其發展潛能是人類智慧的集中體現，前進動力在于人類智慧持續累積的滾動發展，人工智能具有巨大的驅動效應，能夠賦能行業發展，激發內部活力，其強大動能將從各個層級、各個維度逐級顯現，全面提升圖書館的服務效能，實現圖書館的升級轉型。人工智能正以前所未有的巨大能量驅動著圖書館的文獻流、信息流、知識流、人才流、讀者流，是撬動未來圖書館創新發展和增量攀升的重要支點。

4.2 智慧圖書館建設的重要途徑

隨著我國圖書館事業的不斷發展，人們對圖書館智能化、智慧化服務需求日益強烈，建設功能完善、服務高效的“智慧圖書館”已經成為圖書館業界人士的共同努力方向。圖書館專家、學者對通過何種途徑建設智慧圖書館，已給出了科學預判。初景利等指出，圖書館的智慧化轉型是隨著智能技術的升級不斷發展和演變的，智能技術是智慧圖書館建設發展的基礎。圖書館要積極適應、感知、發現并引入智能技術，加快圖書館智慧化建設的進程［37］。程躍認為，智慧圖書館是由四個內在聯系的、平行的層面決定著本質特征的結構，包含智慧管理層、智慧服務層、智慧信息層、智慧空間層，人工智能的跨界融合是各層面交互同化的技術特征，并為智慧圖書館知識服務延伸提供了可能［38］。黃曉斌認為，人工智能將為圖書館智慧化升級提供重要途徑和手段，在智能館舍設計、智能感知空間、智能信息決策、智能信息搜索、智能教育培訓、智能個性服務等方面發揮巨大效力［39］。人工智能必然成為圖書館智慧化建設進程中必不可少的技術手段，將從多個維度全面重塑圖書館格局。我國智慧圖書館平臺建設更要重視人工智能的科技支撐作用，充分發揮其強大的服務效能。第六次全國縣級以上公共圖書館評估體系涉及多項智能化指標，如智能參考咨詢、智能圖書排架、保障設施的智能化管理等［40］，系列智能評估指標的引入，表明國家對圖書館建設中智能科技元素的重視，更預示著在未來智慧圖書館的建設道路上，人工智能將為智能信息生態體系構建提供全新的解決方案。

4.3 國家及地方的戰略規劃保障

隨著我國“科技強國”“科技興國”戰略的提出，國家及地方政府日益重視人工智能的創新驅動引領作用。2017年，國務院制定了《新一代人工智能發展規劃》，設計了人工智能三步走的規劃目標，將人工智能提升到國家戰略高度［41］；國家“十四五”發展規劃將“人工智能”列入科技前沿重點攻關項目［42］；《關于促進文化和科技深度融合的指導意見》指出，利用大數據、人工智能等新技術對公共文化服務產業進行全方位、全鏈條改造，推動人工智能在文化領域的深度應用和創新發展，為我國圖書館開展人工智能服務指明了方向［43］。各級地方政府也紛紛出臺相關政策，支持人工智能在地方區域的推廣實施（見表1），為人工智能技術在我國各行業的快速應用推廣提供了強有力的制度保障。在國家統一規劃部署和地方政府精準布局下，文化教育產業的智慧城市、智慧校園、智慧圖書館建設構想必將得到快速躍升式發展。

表1 部分?。▍^、市）人工智能產業政策規劃

4.4 智能服務發展空間巨大

根據《新一代人工智能發展規劃》（國發〔2017〕35號），預計我國2025年人工智能產業規模將超過4,000億元，帶動相關產業超5萬億元，至2030年人工智能核心產業將達到1萬億元以上，輻射帶動其他產業超10萬億元［44］，可以說基于人工智能的服務產業在我國未來具有巨大的發展空間。柯平指出，人工智能技術在知識服務中的廣泛應用和深度發展將直接賦能圖書館，影響圖書情報領域各個方面，近幾年這種影響更加強烈而深遠，圖書館要擁抱數智科技，增強活力［45］?！?020年國民經濟和社會發展統計公報》顯示，2020年全國公共圖書館總數已達3,203個，我國軟件和信息技術服務業全年完成業務收入81,616億元，比2019年增長13.3%［46］，表明我國軟件和信息服務產業發展態勢迅猛，在國內龐大的圖書館規模體系下，人工智能在我國圖書館市場前景一片光明。特別是隨著我國5G網絡建設步伐日益加快，文化服務領域生態空間和服務模式將被重塑，現實空間與虛擬場景深度融合，人工智能將成為虛擬與現實連接、用戶與萬物連接、需求與服務連接、感知與評價連接的重要渠道，將為圖書館提供一個全新的智能化信息服務生態體系。相信在新一輪科技革命的驅動下，圖書館將整合信息生態，加載智能引擎，滿載動力，開創出技術先覺和文化自信的新局面。