有關(guān)圖書(shū)館引入智能機(jī)器人的可行性研究

黃俊俊

[摘 要]在圖書(shū)館中引入智能機(jī)器人是信息科技發(fā)展的必然趨勢(shì)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。因此，本文首先對(duì)智能機(jī)器人的涵義和圖書(shū)館應(yīng)用的重要意義進(jìn)行了介紹，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)探討了圖書(shū)館中智能機(jī)器人應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，最后結(jié)合書(shū)籍管理和讀者服務(wù)兩個(gè)方面的具體實(shí)例進(jìn)行了研究，希望能夠?yàn)橥惖膶?shí)踐提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]圖書(shū)館；智能機(jī)器人；可行性；

中圖分類號(hào)：G250.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）09-0332-01

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，圖書(shū)館信息管理已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但是面對(duì)著不斷增加的圖書(shū)數(shù)量，仍然有著很大的進(jìn)步空間。隨著在圖書(shū)館中引入智能機(jī)器人，不僅有效降低了簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提升了工作效率，進(jìn)而加強(qiáng)了圖書(shū)館的讀者服務(wù)水平，值得推廣和應(yīng)用。不過(guò)，目前我國(guó)在圖書(shū)館智能機(jī)器人的研究相比發(fā)達(dá)國(guó)家還有著很大的進(jìn)步空間，尤其在實(shí)踐應(yīng)用方面還有較長(zhǎng)的路要走，基于此，本文對(duì)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了探討。

二、圖書(shū)館引入智能機(jī)器人的必要性

1、智能機(jī)器人概述

智能機(jī)器人主要是指具有感知、思維和行動(dòng)的機(jī)器人，其能夠在感知、處理和識(shí)別多種信息的基礎(chǔ)上，自主完成較為復(fù)雜的操作任務(wù)。智能機(jī)器人技術(shù)一個(gè)交叉的學(xué)科，是在人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等多種科學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，我們平常47%的工作將會(huì)被機(jī)器人和計(jì)算機(jī)所取代。作為第三代機(jī)器人，智能移動(dòng)機(jī)器人本身帶有多種傳感器，能夠?qū)⒍喾N傳感器的信息進(jìn)行深入融合，并且可以有效地適應(yīng)當(dāng)前不斷變化的環(huán)境，具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、自治能力以及自適應(yīng)能力。

2、圖書(shū)館中引入智能機(jī)器人的重要意義

圖書(shū)館是當(dāng)前社會(huì)的重要組成部分，其系統(tǒng)地收錄了大量的文獻(xiàn)資源信息，在大眾信息資訊傳播與知識(shí)普及方面做出了非常巨大的貢獻(xiàn)。而在圖書(shū)館的使用中，由于用戶涉及到各個(gè)階層，圖書(shū)使用頻率很大，再加上隨著館藏圖書(shū)數(shù)量的不斷增加，也給管理增加了更大的難度，如擺放不合理、放錯(cuò)架等，再加上部分圖書(shū)館員冷漠的態(tài)度，更讓用戶喪失了閱讀的興趣。而在這種背景下，就為智能機(jī)器人的引入帶來(lái)了必要。目前，將智能機(jī)器人應(yīng)用到圖書(shū)館中的研究在國(guó)外發(fā)達(dá)的國(guó)家中早已開(kāi)展，而且也有了應(yīng)用的實(shí)例，比如悉尼科技大學(xué)的圖書(shū)館就雇傭了專職的機(jī)器人進(jìn)行圖書(shū)的管理工作。

三、圖書(shū)館中智能機(jī)器人應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

由于開(kāi)發(fā)一套基于自主能力的機(jī)器人館員具有高度復(fù)雜的難度，不僅涉及到圖書(shū)館中圖書(shū)本身的信息服務(wù)，還涵蓋了導(dǎo)航、定位、控制等多個(gè)學(xué)科的研究成果。因此，對(duì)我國(guó)圖書(shū)館的智能機(jī)器人來(lái)說(shuō)，應(yīng)該從圖書(shū)定位技術(shù)、機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)以及機(jī)器人動(dòng)作機(jī)構(gòu)等三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)入手開(kāi)始研究。

首先，圖書(shū)定位技術(shù)目前應(yīng)用最多的主要為RFID射頻技術(shù)與磁條定位技術(shù)，其中磁條技術(shù)雖然成本低、識(shí)別速度快，對(duì)于書(shū)籍的辨別非常有效，但是并不適合運(yùn)用在機(jī)器人圖書(shū)館運(yùn)用之中。究其原因，一是條碼存儲(chǔ)的信息有限，不適合機(jī)器人所需求大量信息的現(xiàn)狀，二是若要有效識(shí)別，掃描器與條形碼中間不能有遮擋，這位定位圖書(shū)帶來(lái)了較大的困難。在這種背景下，RFID技術(shù)的運(yùn)用有效改進(jìn)了這兩個(gè)缺點(diǎn)，雖然目前RFID技術(shù)與機(jī)器人的結(jié)合并不多見(jiàn)，但是筆者認(rèn)為未來(lái)一定會(huì)有大的應(yīng)用前景。

其次，機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)是有效實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館機(jī)器人應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，目前運(yùn)用在智能機(jī)器人中的導(dǎo)航技術(shù)主要有電磁導(dǎo)引、激光導(dǎo)航、光學(xué)導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航以及慣性導(dǎo)航等等。而不管采用何種導(dǎo)航方式，對(duì)環(huán)境信息的理解都是其中最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)。而針對(duì)圖書(shū)館的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，一是圖書(shū)館的空間布局與書(shū)架位置在短時(shí)期內(nèi)是不會(huì)改變的，這位智能機(jī)器人的應(yīng)用提供了便利，二是導(dǎo)航系統(tǒng)中的可變因素主要是圖書(shū)和讀者信息，而這些信息在圖書(shū)館的管理系統(tǒng)中也是可查詢和檢索的。因此，圖書(shū)館機(jī)器人的導(dǎo)航問(wèn)題可以歸結(jié)為不完全非確定環(huán)境下的導(dǎo)航應(yīng)用問(wèn)題，從技術(shù)難度上來(lái)講并不難實(shí)現(xiàn)，其關(guān)鍵問(wèn)題是如何提高路徑導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和快速性。

最后，機(jī)器人拾取圖書(shū)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如何直接關(guān)系到智能機(jī)器人的應(yīng)用效果，而根據(jù)目前已經(jīng)具有的應(yīng)用案例可以看出，主要采用了結(jié)合移動(dòng)平臺(tái)、單臂和手指夾持的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。目前機(jī)器人的移動(dòng)方式主要有輪式、履帶式和多足式等三種，而在設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合圖書(shū)館的實(shí)際空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇。在設(shè)計(jì)圖書(shū)拾取手臂時(shí)，可以考慮運(yùn)用直角坐標(biāo)垂直升降臂或者工業(yè)機(jī)器人的多自由度關(guān)節(jié)型機(jī)械臂。在夾持器的設(shè)計(jì)時(shí)，則需要考慮到圖書(shū)之間有間隔與圖書(shū)之間緊密結(jié)合等兩種情況，繼而提升夾持動(dòng)作的靈巧性和柔順性。

四、圖書(shū)館中智能機(jī)器人的具體應(yīng)用

1、書(shū)籍管理

當(dāng)前，將智能機(jī)器人運(yùn)用到圖書(shū)館中的首要功能便是對(duì)書(shū)籍進(jìn)行管理，書(shū)籍管理則主要包括書(shū)籍排架、破損書(shū)刊管理等工作。其中書(shū)籍管理是當(dāng)前圖書(shū)館館員的最為基本的職責(zé)，目前很多圖書(shū)館對(duì)書(shū)籍排布依舊是通過(guò)工作人員的以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)安排書(shū)架。近些年圖書(shū)數(shù)量激增，書(shū)籍管理的難度也在增加，不僅加強(qiáng)了館員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且降低了工作效率。因此，可以將智能機(jī)器人引入到圖書(shū)館中，通過(guò)加載相關(guān)的應(yīng)用程序能夠?qū)崿F(xiàn)書(shū)架的科學(xué)合理排布，將重復(fù)的勞動(dòng)量降到最低，同時(shí)提高書(shū)籍管理的效率。

此外，當(dāng)圖書(shū)使用一段時(shí)間之后，不可避免會(huì)發(fā)生破損的現(xiàn)象，針對(duì)破損的圖書(shū)，傳統(tǒng)的做法是修補(bǔ)之后重新裝訂再放回到書(shū)架上借閱和流通。而智能機(jī)器人技術(shù)的視覺(jué)處理已經(jīng)從單目視覺(jué)發(fā)展到了雙目視覺(jué)，超聲波感應(yīng)系統(tǒng)也已經(jīng)相對(duì)完善，可以在整理書(shū)刊時(shí)將破損圖書(shū)從書(shū)架上剔除后再集中修補(bǔ)、裝訂、以保證圖書(shū)正常流通和借閱。

2、讀者服務(wù)

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過(guò)智能機(jī)器人還能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)的有效溝通，通過(guò)機(jī)器人自帶的人機(jī)界面能夠通過(guò)文字或者語(yǔ)音解答用戶的咨詢，并對(duì)圖書(shū)館的通知公告、時(shí)間、布局、新書(shū)通知等信息進(jìn)行展示，從而使用戶能夠更加快速地了解圖書(shū)館，除此之外，書(shū)籍與借閱狀態(tài)的查詢也是其一個(gè)非常重要的功能。而在傳統(tǒng)的人人交流中，由于存在著各種因素，比如館員的態(tài)度等，會(huì)讓用戶產(chǎn)生一種距離感，而使用智能機(jī)器人，完全不需要擔(dān)心此類問(wèn)題的存在。

五、結(jié)束語(yǔ)

總之，目前智能機(jī)器人在我國(guó)圖書(shū)館中的應(yīng)用還處于弱勢(shì)的地位，仍然需要引起相關(guān)部門的重視，在資金、技術(shù)以及設(shè)備等方面給予一定的支持，進(jìn)而推動(dòng)智能機(jī)器人更好地為圖書(shū)館和用戶服務(wù)，并不斷提升我國(guó)圖書(shū)館的服務(wù)水平。

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