人工智能在高校智慧圖書館創新應用研究*

郭麗杰

(沈陽體育學院圖書館，遼寧 沈陽 110032)

1 研究背景

習近平總書記在2018年世界人工智能大會的賀信中指出：“新一代人工智能正在全球范圍蓬勃興起，為經濟社會發展注入了新動能，正在深刻改變人們的生活方式。人工智能的發展應用將有利于提高經濟社會發展的智能化水平，有效增強公共服務和城市管理水平。”。2017年，烏鎮互聯網大會的所有主題發言都在討論或圍繞人工智能進行，人工智能已經成為現代經濟發展的主要動力之一。為落實人工智能國家戰略，打造人工智能時代的“人才矩陣”，2019年9月將有第一批學生就讀浙江大學人工智能專業，2020年全國有130所高校新增人工智能專業。人工智能這一富有科幻色彩的詞語，逐漸由設想變為現實。人工智能時代的到來，帶動了整個社會的變革，也使圖書館迎來了一場智能化、智慧化“再造”。基于人工智能的高校圖書館服務使圖書館的個性化、主動性服務更加體現出以讀者為中心的服務理念。

2 人工智能路徑下的智慧圖書館

人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和拓展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。1956年8月，在漢諾斯鎮的達特茅斯學院，約翰·麥卡錫、馬文·明斯基和克勞德·香農等科學家首次聚集在一起討論“使用機器模仿人類學習和其他方面的智能”，并將討論的內容命名為“人工智能”。自那一年起，人工智能正式成為一門學科。通俗的講，人工智能是讓計算機完成過去只有人才能做的，即利用計算機軟硬件模擬人類活動和智能行為的一系列理論、方法和技術。但是，由于缺乏計算機技術和大數據技術的有效支撐，直到邁入新世紀以后，隨著大數據、云計算、智慧算法三大核心技術的飛躍發展，特別是大數據技術、數據倉儲、數據分析、數據挖掘等圍繞每天PB、EB級大數據的分析處理，巨大的信息增值逐漸成為各行業人士爭相追捧的焦點，人工智能才進入第二次發展熱潮。2003年，芬蘭奧盧大學圖書館正式提出“智慧圖書館”概念，并提供了一項名為“Smart Library”的服務，指出“Smart Library”是一項不受空間限制、可被感知的移動圖書館服務，在任何有互聯網和瀏覽器的地方都可以使用。人工智能融入圖書館，構建基于人工智能的圖書館服務輔助管理系統，可以有效地擴大圖書館的服務領域，提高圖書館的服務水平和效率。

3 人工智能在智慧圖書館建設中的應用

我國智慧圖書館的研究受智慧城市發展影響，創建一個標準、系統、可操作的智慧圖書館系統，需要在理論和知識層面開展詳細研究和頂層設計。基于物聯網、RFID等技術，人與資源、資源和資源相互聯系，通過空間再造建立了圖書館新模式。目前，圖書館在人工智能的應用上主要還是一些淺層次、弱智能設備，如智能書架、通用型服務機器人、信息咨詢智能自動應答系統等，從嚴格意義上講這些設備是一種低層次的智慧化設備。圖書館引入人工智能，不是讓人工智能取代館員，而是借助人工智能技術更好地幫助館員高效地做好工作，讓讀者有更好的體驗。為此，人工智能在高校智慧圖書館建設中應進行創新應用。

3.1 助力打造全新的智慧服務新模式

生物識別技術是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種識別技術，即用攝像機或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行臉部的一系列相關技術，通常也叫做人像識別、面部識別。機器視覺系統一直是人工智能研究領域的重點之一。最初的人臉識別被用于考勤機的處理，是人臉識別系統的初級階段，這種基于可見光圖像的人臉識別也是人們最熟悉的識別方式。但是，這種方式有難以克服的缺陷，識別效果難以滿足大數據、多系統、跨平臺的業務需要。目前，人像識別與應用的有效結合和人臉識別算法技術日臻成熟，廣泛應用在公安天眼系統、高鐵進站驗票，無人超市、刷臉取現的銀行以及充滿黑科技感的無人值守的酒店等實際應用領域。圖書館要在需要身份識別應用環境中使用這種人工智能技術，使讀者能夠更好地體驗閱讀服務。

3.1.1 在讀者借閱環節的識別技術應用。目前，越來越多的高校圖書館將RFID技術應用于讀者借閱環節，在現有技術環境下進行這種人臉識別的技術應用，圖書館應該比其他行業更有基礎。因RFID本身就是一種弱型人工智能設備，在此基礎上進行必要的環節改進和設備、軟件更新就能讓這種技術在圖書館得到快速部署，如：在辦證環節應增加自助辦證設備人像獲取功能，并將人像作為提取讀者證號的關聯之一，使其成為二維碼之后的又一個重要數據關聯，這是實現圖書館借閱服務人工智能應用的重要環節，是基礎性的工作。另外，要實現無人超市化的借閱應用，還有一個重點環節就是圖書館對RFID的標簽選擇問題，圖書館現有的高頻讀取設備對于距離超過30厘米以上高頻標簽(13.56MHz)的識別率很低，無法達到無人超市式的應用效果。而860～960MHz的超高頻標簽識別率高、識別時間短，是目前無人超市采用的超高頻標簽作為商品身份證的主要原因。隨著技術的不斷成熟，超高頻標簽應用的技術要求已經降低，越來越多的高校圖書館選擇超高頻標簽，這就為實現讀者“無感”借閱、無人超市式借閱提供了可能。“無感”借閱需要人臉識別和RFID標簽系統相配合，目前最快速的人像識別技術可在5～8秒內完成讀者身份確認，并完成借閱過程。當前，這些相關技術已相當成熟，與業務系統的接口程序、中間件程序開發很完備，建設實施沒有技術障礙。沈陽體院圖書館在近期改造過程中就將人像識別系統應用于讀者門禁系統，通過與校園一卡通進行的統一認證和大數據整合，實現門禁管理的智慧化，通過分析讀者的進館數據，借助一定的算法，借閱信息、閱讀興趣信息等實時推薦信息都可以被傳輸到讀者已綁定的移動設備中，對門禁數據進行整理就可以建立學生的閱讀模型和圖書館服務模型，對圖書館的業務布局、業務流程和服務時間的有效性評估將發揮巨大的作用，這就是建設智慧圖書館的效能。

3.1.2 在圖書館網絡環節的識別技術應用。在網絡環境和數字圖書館應用過程中需要確認讀者身份的工作有很多，如電子閱覽室上網、座位預約、報名簽到、數字圖書館訪問等服務。電子閱覽室上網、座位管理等需要學生每次提供有效身份確認，如：在讀者第一次需要身份認證的過程中應用人臉識別技術，而后再次需要身份認證可能只需要幾秒鐘通過人臉識別就可以完成，更加便于讀者利用圖書館，并可以改善圖書館現有設備、系統使用效率不高、過于復雜的問題。

3.1.3 人工智能打造智慧咨詢館員。FAQ，即Frequently Asked Questions的縮寫，是一種最早的智能服務形式。現有在線咨詢服務有很大部分都是重復性的，將咨詢頻率較高且答案固定的問題匯集起來便形成了FAQ服務。幾乎每個圖書館都會有FAQ服務，因涉及人工篩選過程，需要讀者自行在FAQ合集中尋找咨詢問題，相對來說這是被動服務過程，是預設“條件”的服務。在實時在線咨詢服務初期，FAQ服務的確發揮了重要作用。如果圖書館提供更加個性化的讀者服務，具備定制功能和更加親切的咨詢服務，就需要借助人工智能技術，通過新的語義分析技術分析讀者咨詢問題，獲取咨詢的重點和主題，抽取關鍵信息和主題，并對比語義庫，進行深入分析，自動完成一些咨詢服務，讓館員從簡單、定式的咨詢中解脫出來，將更多精力投入更復雜、具體的咨詢服務。這里涉及的關鍵技術包括語義分析、智能回答、垂直搜索和一站式接入平臺系統。現有的語義平臺已經能夠提供覆蓋多垂直領域的語義通用場景，提供海量通用問答資源，支持億萬量級詞典的復雜語義空間建模以及自定義文法和通用文法的混合解碼。在人機交互的過程中，讀者對圖書館智能服務的體驗更加具體。目前，人工智能的語義分析系統非常發達，機器翻譯技術可以對中、英、日、法、德等多語種進行雙向自動語義分析翻譯，甚至有的公司為“一帶一路”沿線國家的33種官方語言建設了超大型數據庫，可以進行跨學科、跨語系的快速翻譯。現在流行的翻譯機可以使眾多旅游者大膽跨出國門，暢游全世界，而隨著語義平臺的豐富和升級，翻譯機的智能化水平更高，也許不久的將來位于翻譯領域金字塔尖的同聲傳譯也將走下“神壇”。雖然這難免有點夸大，但技術已經使這種預言逐漸變成了現實。很多圖書館也引進了智能館員機器人參與完成一般性咨詢，如：清華大學圖書館的“小圖”、上海交通大學圖書館的“小交”智能參考機器人則是在機器學習、語義平臺的支持下，實現了人機對話，不再只是簡單地解決讀者的咨詢問題，同時讓讀者親身體驗了智慧圖書館的強大功能。隨著機器學習和語義平臺的技術進步，參考機器人將有進一步的思維拓展，如蘋果智能“siri”、微軟新一代“小冰”、天貓精靈等智能機器人已經邁入了一個新的發展期，未來必將改變圖書館的服務模式，實現人工智能無處不在。

3.2 助力打造精準、個性化智慧管理新業態

隨著現代信息技術在圖書館的應用，圖書館業務工作和讀者利用圖書館的方式都在發生變化，并產生了大量的數據。隨著大數據技術的不斷成熟，圖書館產生的大數據將得到深入揭示，產生巨大的價值，這必將是當前及未來圖書館可以利用的重要資源。每年圖書館都產生讀者借閱數據、搜索數據、館內讀者移動數據等大量貼近實體館應用的數據，這是一個非常寶貴的大數據來源，是非常有分析和利用價值的信息來源，圖書館應充分挖掘這些大數據的價值。數據分析和算法是推動人工智能應用的重要引擎，傳統的圖書館管理有一定的局限性，更多地依靠人的感知、經驗和預判。受限于個人能力、局部的一些判斷，圖書館并不能做到全局性管理和服務。圖書館需要將圖書館內外產生的數據利用起來，基于數據分析為圖書館業務工作的開展提供判斷依據。互聯網時代，特別是人工智能和大數據技術不斷發展成熟，圖書館需要根據讀者的多樣化需求，提供差異化、個性化服務。

高校圖書館目前擁有業務系統、OPAC系統、統一認證系統、入館統計系統等多個系統平臺，這些平臺集合了大量數據，利用大數據技術從不同的角度對圖書館數據進行深度分析，探索隱藏在數據背后的規律，對創新圖書館服務模式、擴大服務范圍和提高服務質量具有重要意義。大數據分析可以為圖書館未來發展提供決策參考。

目前，很多高校圖書館都已引入大數據分析系統，根據統計目標的不同可以生成不同的數據統計報告或動態圖表，以更形象、生動的形式呈現數據。如果引入人工智能技術，高校圖書館通過讀者借閱書目、借閱時長、借閱頻率等借閱記錄特征進行分類，可以抓取讀者的借閱特點，生成讀者借閱畫像，人工智能系統將完成實時的推送服務。例如，上海交通大學圖書館利用圖書館業務數據實現了館舍管理、用戶行為分析；利用資源數據 實現了學術資源地圖建設；利用學術成果數據實現了機構知識管理服務等。

3.3 人工智能應用對網絡安全的新要求

人工智能離不開網絡和大數據，順暢的網絡和安全有效的數據是人工智能發展的前提，網絡信息安全則是人工智能得以應用的保障。在智慧圖書館中，讀者大多是在未授權或不知情的情況下產生了讀者數據，這些數據具有一定的私密性。曾經有位網絡“大咖”說：“中國人可以更加開放，對隱私問題沒有那么敏感，如果他們愿意用隱私交換便捷性，很多情況下他們是愿意的”，但這不能成為漠視讀者隱私的理由，在我國現有法律框架內不能有效保護用戶互聯網隱私的情況下，如何解決圖書館現有的網絡安全存在的技術漏洞非常關鍵，這在人工智能時代是致命問題，網絡安全才能保障人工智能應用于圖書館。讀者的行為數據很多是私密性的，如一些讀者的入館時間、離館時間、閱讀傾向、借閱數據等，讀者數據很多只具研究意義，不可以對外公開。同時，由于大數據的特點，很多商家愿意使用或者購買這些數據模型。圖書館一是要保護這些讀者數據，保護讀者隱私。二是要通過技術設備建立安全屏障，防止不法入侵，進一步升級圖書館的數據保護等級，防止讀者數據泄露或被第三方竊取。