基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)研究*

蘆曉紅

（中國刑事警察學(xué)院圖書館，遼寧沈陽110854）

基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)研究*

蘆曉紅

（中國刑事警察學(xué)院圖書館，遼寧沈陽110854）

從無線泛在性、智能流通性、全面感知性3個維度重新詮釋智慧圖書館，并根據(jù)可穿戴技術(shù)的“全面感知”屬性，將其引入智慧圖書館管理與服務(wù)研究中，通過構(gòu)建其體系架構(gòu)，實現(xiàn)智慧圖書館“五個智慧化”建設(shè)目標(biāo)。

智慧圖書館可穿戴技術(shù)可穿戴設(shè)備服務(wù)與管理

1　智慧圖書館定義與研究現(xiàn)狀

隨著智慧地球、智慧城市等理念的提出與發(fā)展，智慧圖書館（Smart Library）一詞漸漸走入人們的視線，并逐步成為圖書館服務(wù)創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的新模式和新理念。智慧時代的到來對于國內(nèi)圖書館的發(fā)展既是機遇又是挑戰(zhàn)，如何在新信息環(huán)境下實現(xiàn)智慧化的管理與服務(wù)是圖書館行業(yè)發(fā)展的重要課題。目前，針對智慧圖書館的理論研究與實踐在國內(nèi)外圖書館界也有了初步探索與嘗試，但其概念也是眾說紛紜，普遍觀點認(rèn)為智慧圖書館是把智能技術(shù)運用到圖書館建設(shè)之中形成的一種現(xiàn)代化建筑，是智能建筑與高度自動化管理的數(shù)字圖書館的有機結(jié)合和創(chuàng)新。而筆者認(rèn)為智慧圖書館需從3個維度加以詮釋：①無線泛在性維度，智慧圖書館是充分利用信息通信技術(shù)，為讀者提供隨時隨地查閱數(shù)字資源、參考咨詢等服務(wù)的移動圖書館；②智能流通性維度，智慧圖書館是無人值守服務(wù)，全程自助化借閱形式；③全面感知性維度，智慧圖書館是物聯(lián)網(wǎng)、云計算、可穿戴設(shè)備與圖書館的無縫結(jié)合，注重讀者智能體驗的服務(wù)與管理。3個維度的有機結(jié)合與創(chuàng)新為智慧圖書館之基本要素。

智慧圖書館管理與服務(wù)的智慧化不能脫離智慧圖書館的3個基本要素，尤其需要為讀者以及圖書館工作人員提供更具專業(yè)特色、更深層次、更具交互性、更具感知能力的智慧化管理與服務(wù)。目前，國內(nèi)智慧圖書館的相關(guān)理論研究與實踐大多停留在無線泛在維度，即僅僅實現(xiàn)了數(shù)字圖書館、移動圖書館建設(shè)，部分圖書館也增加了對智能流通性維度的考量，即利用RFID技術(shù)建成無人值守模式下的智能圖書館服務(wù)模式。然而，針對筆者提出的全面感知性維度的理論和實踐研究則少之又少。2015年4月，國內(nèi)首個智慧圖書館落戶深圳市鹽田區(qū)，其主要借助信息可視化、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，實現(xiàn)包括停車位、坐席情況等所有狀態(tài)、信息的遠程查詢服務(wù)。同年，上海圖書館也隨即發(fā)布了其智慧圖書館的基本功能與建設(shè)情況，即通過移動APP程序等感知讀者，系統(tǒng)后臺通過數(shù)據(jù)挖掘、分析讀者的閱讀歷史和愛好等，再根據(jù)讀者所處地理位置，結(jié)合圖書館資源狀態(tài)、服務(wù)內(nèi)容進行信息智能推送服務(wù)。國內(nèi)僅有深圳圖書館和上海圖書館兩個公共圖書館在全面感知性維度上有所嘗試。

近年來，作為具有強烈“全面感知”能力代表的可穿戴技術(shù)，受到越來越多行業(yè)的關(guān)注，如醫(yī)療、旅游、航空、教育、軍事、建筑、娛樂、運動、導(dǎo)航、弱勢群體安全保障等領(lǐng)域。圖書館行業(yè)引入可穿戴技術(shù)最有價值的潛在結(jié)果之一就是能夠給讀者提供更高效、更便捷、更個性化的即時體驗和智慧服務(wù)，實現(xiàn)圖書館行業(yè)的8A目標(biāo)，即任何服務(wù)主體的圖書館可在任何時間、任何地點向服務(wù)客體的任何用戶提供任何時期、任何類型、任何格式和任何語種的信息資源。

2　可穿戴技術(shù)與設(shè)備的定義與類型

2.1定義

20世紀(jì)60年代，美國MIT媒體實驗室率先提出可穿戴技術(shù)的概念，其是將電腦芯片及操作系統(tǒng)、多媒體、傳感器、無線通信、數(shù)據(jù)庫存儲與分析、人機智能交互等技術(shù)功能嵌入到人們?nèi)粘５囊轮碗S身物品中，使用者通過利用手勢和眼神等交互操作方式，支配具有計算能力和傳感能力設(shè)備的新興技術(shù)。近年來，可穿戴技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展，有專業(yè)人士甚至預(yù)言在未來的十年中，可穿戴技術(shù)將會進入我們生活的每一個領(lǐng)域。而可穿戴設(shè)備是指穿在身上或是整合到人們的衣物或配件上的一種便捷式設(shè)備，其包含獨立的計算芯片，時刻保持響應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，通過收集、識別、感知和分析用戶行為、軌跡與周圍環(huán)境，與用戶進行靈活多變的人機信息交互，并反饋給用戶更個性化、更科學(xué)化的建議和方法，其優(yōu)勢在于能夠方便地將工具、設(shè)備、電源和網(wǎng)絡(luò)集成到人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦小?/p>

2.2類型

可穿戴設(shè)備具有的移動性、以人為中心、解放雙手、智能化、可持續(xù)工作、人機交互、無線通訊等特點，其形態(tài)種類多樣，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，僅Vandrico公司可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)庫就收錄433件可穿戴設(shè)備，將其按照外觀形態(tài)與應(yīng)用領(lǐng)域兩種方式劃分、歸類如下。

按照外觀形態(tài)劃分，可穿戴設(shè)備包括帽子、頭盔、頭帶、眼鏡、臂環(huán)、腕帶、手表、手套、戒指、耳機、耳麥、腰帶、紐扣、鞋襪、服裝、書包、配飾等，如Google Glass、iWatch智能手表、索尼頭戴式3D影院、GolfSense訓(xùn)練手套、MTO腕帶、Nike Fuelband手環(huán)、No Place Like Home衛(wèi)星導(dǎo)航鞋、富士通“智能拐杖”、Airwaves面罩、Vigo警覺追蹤器、可穿戴式無線3D人體動作追蹤系統(tǒng)等。

圖1　可穿戴設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域

按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分，可穿戴設(shè)備可分為休閑娛樂類、醫(yī)療健康類、工業(yè)輔助類，如圖1所示。休閑娛樂類可穿戴設(shè)備利用方便攜帶的外形特征，集成無線聯(lián)網(wǎng)功能，實現(xiàn)終端的即時通信、視頻聊天、收發(fā)郵件與短信、運動檢測、地圖導(dǎo)航、游戲捕獲、網(wǎng)絡(luò)支付等應(yīng)用程序服務(wù)。醫(yī)療健康類可穿戴設(shè)備主要用于血糖、心臟、帕金森綜合癥、生活方式等監(jiān)控與監(jiān)視，對佩戴者來說，能夠更加及時準(zhǔn)確地獲取自身身體狀況和醫(yī)治疾病情況，而且能夠幫助聽力和視力障礙者重獲生活樂趣。工業(yè)輔助類可穿戴設(shè)備主要在技術(shù)信息輔助、操作訓(xùn)練與業(yè)績支撐、環(huán)境及設(shè)備監(jiān)控等方面有著重要的應(yīng)用價值與廣闊的應(yīng)用前景。

3　基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館研究內(nèi)容

3.1基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)體系架構(gòu)

基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)研究需充分發(fā)揮“全面感知”屬性，并結(jié)合智慧圖書館3個基本要素，利用物聯(lián)網(wǎng)、攝像頭、RFID、可穿戴設(shè)備、傳感器等泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對圖書館范圍內(nèi)的建筑、環(huán)境、設(shè)備、資源、人員等各種信息進行即時識別、采集、監(jiān)測與管理，并將其轉(zhuǎn)化為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綀D書館的數(shù)據(jù)處理中心，并通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，使人與人、物與物、人與物之間相互感知與互通互聯(lián)，實現(xiàn)具有“感、知、聯(lián)、控”特色功能的智慧化管理和服務(wù)。智慧圖書館建設(shè)將為各類讀者與圖書館工作人員營造一個“知你”“懂你”的智慧化管理與服務(wù)場所，形成無處不在的學(xué)習(xí)氛圍與交流空間，全面發(fā)揮圖書館文化教育主陣地職能。

圖2　基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)體系架構(gòu)

基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館的體系架構(gòu)主要包括：智能感知層、泛在網(wǎng)絡(luò)層、大數(shù)據(jù)分析層與智慧應(yīng)用服務(wù)層，如圖2所示。智能感知層利用RFID讀寫器、可穿戴設(shè)備、傳感器等感知設(shè)備，實現(xiàn)對圖書館環(huán)境、資源、設(shè)備、人員的全面感知。數(shù)據(jù)處理中心針對采集的各種信息進行深度挖掘和智能分析，并通過互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。而智慧應(yīng)用服務(wù)層將充分體現(xiàn)基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)的全方位智能化。

3.2基本功能模塊

基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)的智慧化可分解成讀者定位感知、館藏圖書定位感知、環(huán)境預(yù)警感知、圖書館地圖導(dǎo)航、自動順架與盤點管理、無人值守的安防管理、文獻資源智能管理與推送共7個功能板塊。

（1）讀者定位感知

讀者定位感知是以讀者隨身攜帶的可穿戴設(shè)備為被感知對象，實現(xiàn)室外定位和室內(nèi)定位的無縫結(jié)合。室外定位可使讀者自動獲取圖書館公告及近期活動安排等消息；室內(nèi)定位則實現(xiàn)基于地理位置、資源狀態(tài)、服務(wù)內(nèi)容等信息的智能推送。讀者定位感知功能將讀者所處地理位置與圖書館內(nèi)場景緊密結(jié)合，實現(xiàn)場景的3D實時監(jiān)控以及讀者行為的實時追蹤與服務(wù)智能推送，是智慧圖書館具有感知能力的重要體現(xiàn)。

（2）圖書定位感知

館藏圖書定位感知的核心技術(shù)是RFID（Radio Frequen?cy Identification）讀寫裝置。在物理層面，需要在圖書和書架上分別貼上RFID標(biāo)簽，在每個書架上安裝一臺RFID讀寫設(shè)備。在邏輯層面，無縫對接本館圖書自動化管理系統(tǒng)，并通過3D架位導(dǎo)航功能將書架號、層架號等圖書位置信息呈現(xiàn)給讀者。換言之，利用圖書架上FRID讀寫器獲取該架上所有圖書標(biāo)識信息，并上傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，當(dāng)讀者檢索到相關(guān)圖書時，即可根據(jù)圖書標(biāo)識得知圖書的3D物理存放位置。館藏圖書定位感知功能可實現(xiàn)對圖書準(zhǔn)確無誤的跟蹤，掌握其在架變化情況、流通情況，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)信息共享和發(fā)布。

（3）環(huán)境預(yù)警感知

智慧圖書館的特點主要體現(xiàn)在“智慧”二字上，通過圖書館內(nèi)燈光、空調(diào)、通風(fēng)、存包柜、桌椅等各種設(shè)施設(shè)備嵌入傳感器裝置，使之具有感知能力與記憶能力，圖書館的所有狀態(tài)和信息均可由讀者遠程實時查詢，包括開放狀況、人流量、存包柜、坐席是否已滿等，并實現(xiàn)設(shè)備資源的智慧化監(jiān)控、統(tǒng)一管理和能耗控制。

（4）圖書館地圖導(dǎo)航

為精確確定讀者、圖書以及桌椅等設(shè)備的物理位置，需根據(jù)圖書館的建筑結(jié)構(gòu)按層繪制圖書館平面圖。并結(jié)合本館圖書自動化管理系統(tǒng)之公共檢索OPAC子系統(tǒng)模塊，新增感知定位與3D顯示功能。對于PC終端來說，通過3D地圖可視化方式提供給讀者，讓讀者能夠體驗到精準(zhǔn)的地圖導(dǎo)航服務(wù)，引導(dǎo)讀者快速獲取圖書物理位置以及達到該處最短路徑。而對于可穿戴設(shè)備來說，不僅能夠感知圖書和桌椅等設(shè)備位置，而且還能夠感知讀者所處地理位置，為讀者提供相應(yīng)的信息推送和3D地圖導(dǎo)航服務(wù)。

（5）自動順架與盤點管理

圖書自動順架與盤點功能是通過RFID讀寫裝置實現(xiàn)圖書的自動盤點，并獲知圖書在架情況。RFID讀寫裝置在實現(xiàn)圖書盤點的同時，也能夠?qū)崟r更新數(shù)據(jù)庫中圖書的存放位置，以實現(xiàn)館員業(yè)務(wù)工作智慧化管理。

（6）無人值守安防管理

無人值守安防管理主要包括自助借還機、24小時還書機、館員工作站、盤點設(shè)備、標(biāo)簽轉(zhuǎn)化設(shè)備、門禁匝道等智能系統(tǒng)與設(shè)備，實現(xiàn)全館范圍內(nèi)讀者自助辦理圖書借還手續(xù)、圖書續(xù)借及查詢、安全便捷24小時自助服務(wù)等，為實現(xiàn)無人值守模式的智慧圖書館提供可行性和技術(shù)條件。

（7）文獻資源智能管理與推送

大數(shù)據(jù)時代的來臨，致使圖書館中海量的豐富多樣的各類信息資源面臨著系統(tǒng)異構(gòu)、描述語法不一致、元數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)之間缺乏語義關(guān)聯(lián)等諸多整合困境，尤其是各類自建數(shù)據(jù)庫和以讀者為中心的非結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源，不僅要和門戶中其他資源做到統(tǒng)一檢索發(fā)現(xiàn)，而且要按照讀者的閱讀需求與行為軌跡提取并整合，即讀者既是資源的使用者，也是資源的建設(shè)者。因此，深度整合包含館內(nèi)數(shù)字資源和館藏實體資源在內(nèi)的所有資源，實現(xiàn)全站資源的元數(shù)據(jù)倉儲整合，并根據(jù)系統(tǒng)后臺對讀者行為數(shù)據(jù)的挖掘和分析，從而實現(xiàn)的資源訂閱與智能推送等服務(wù)。

4　基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館實現(xiàn)目標(biāo)——五個智慧化

基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館建設(shè)是通過圖書館內(nèi)建筑、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、資源、館員、讀者等元素的互通互聯(lián)，形成圖書館物聯(lián)網(wǎng)下的資源智慧化、教學(xué)科研智慧化、環(huán)境智慧化、管理智慧化、服務(wù)智慧化。5個智慧化之間相互補充、相互依存、相互聯(lián)動、相互協(xié)調(diào)，共同形成智慧圖書館五位一體的智慧化管理與服務(wù)模式新局面。

（1）資源智慧化

深度整合圖書館數(shù)字資源和館藏實體資源，實現(xiàn)全站資源的元數(shù)據(jù)倉儲整合，在其基礎(chǔ)上實現(xiàn)全站檢索、資源統(tǒng)一分類導(dǎo)航、資源訂閱、資源智能推送等功能。即可穿戴設(shè)備發(fā)現(xiàn)讀者的信息請求或指令后，系統(tǒng)后臺會迅速對讀者的閱讀歷史、行為軌跡、瀏覽時長等有關(guān)數(shù)據(jù)進行深入挖掘和分析，并為讀者提供基于地理位置的資源訂閱與智能推送服務(wù)。

（2）教學(xué)科研智慧化

可穿戴設(shè)備與教學(xué)課堂的緊密結(jié)合有4方面好處：第一，可以全程拍攝和記錄上課過程，隨時將課程疑點、難點上傳至云服務(wù)器，再經(jīng)過云服務(wù)器的大數(shù)據(jù)分析和處理后，及時準(zhǔn)確地反饋給讀者所需答案。第二，可穿戴設(shè)備可隨時監(jiān)測學(xué)生心率、呼吸頻率等健康指標(biāo)，使老師及時掌握學(xué)生的身體狀態(tài)，以便開展體育課程訓(xùn)練或應(yīng)對各種突發(fā)狀況。第三，可穿戴設(shè)備通過可視化的方式對各學(xué)科教學(xué)效果進行后期評價和跟蹤，并對各科教學(xué)優(yōu)劣做出客觀判斷，以達到智能評估教學(xué)成果、智能引導(dǎo)教學(xué)決策的成效。第四，開展學(xué)科服務(wù)時，可穿戴設(shè)備可即時接收課題相關(guān)的學(xué)術(shù)成果與動態(tài)資訊信息，方便讀者及時了解課題研究進展情況，實現(xiàn)助推學(xué)科服務(wù)與智慧輔助科研功能。

（3）環(huán)境智慧化

環(huán)境智慧化主要體現(xiàn)在圖書館建筑內(nèi)燈光、空調(diào)、存包柜、攝像頭、座椅、停車位等各種設(shè)施與場景的統(tǒng)一監(jiān)管和操控，通過在各設(shè)備上嵌入傳感器裝置的方式來實現(xiàn)，為讀者營造一個有感知能力的學(xué)習(xí)氛圍和智慧空間。

（4）管理智慧化

基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館將徹底改變圖書館管理結(jié)構(gòu)和管理模式。一方面，圖書館三維場景的構(gòu)建，能夠?qū)崟r獲取圖書館內(nèi)讀者與館區(qū)信息，實現(xiàn)圖書館全境動態(tài)監(jiān)控；另一方面，通過RFID讀寫裝置完成圖書自動順架與盤點工作，使館員日常業(yè)務(wù)工作更自動化、規(guī)范化。同時，利用可穿戴技術(shù)與全息投影技術(shù)有效結(jié)合，促進書庫管理工作更便捷化與智慧化。

（5）服務(wù)智慧化

服務(wù)智慧化主要體現(xiàn)在圖書館將成為“知你”“懂你”的服務(wù)中心，一方面，可穿戴設(shè)備中能夠?qū)D書館實體館舍和虛擬層的圖書館空間功能信息相疊加，實現(xiàn)館藏與展覽的精準(zhǔn)智能導(dǎo)航功能，引導(dǎo)讀者快速尋找館藏位置。即讀者身著Google Glass、AppleWatch等可穿戴設(shè)備經(jīng)過閱覽室時，閱覽室會主動與讀者打招呼；對于讀者所需圖書，系統(tǒng)能夠快速定位其所在書架位置，并通過可視化方式引導(dǎo)讀者獲取。且外文書籍的自動翻譯、紙質(zhì)圖書的3D版本呈現(xiàn)、實體館展覽活動的語音講解等等也是可穿戴設(shè)備特色功能。另一方面，可穿戴設(shè)備的增強現(xiàn)實、語音控制、環(huán)境掃面等功能，能夠為老人、兒童、殘障人士等弱勢群體提供智能服務(wù)。如美國MIT媒體實驗室的“手指閱讀器”能讓視覺障礙的讀者聽到朗讀等。

5　結(jié)語

基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館管理與服務(wù)研究，旨在構(gòu)建科學(xué)、人性、智慧化的圖書館管理與服務(wù)模式，改變傳統(tǒng)意義上讀者與圖書館信息交流方式與渠道，充分發(fā)揮讀者主觀能動作用，使讀者個性化信息需求得到及時響應(yīng)和智能推送，圖書館將成為一個“知你”“懂你”的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境與空間，既能夠給予讀者更豐富更智慧的服務(wù)體驗，又能優(yōu)化圖書館讀者服務(wù)工作和效率。筆者的研究將為圖書館界開啟智慧化管理與服務(wù)提供全新思路與理念，智慧教育事業(yè)將進入全新時代。

[1]王世偉.未來圖書館的新模式——智慧圖書館[J].圖書館建設(shè)，2011（12）：1-5.

[2]李顯志，邵波.國內(nèi)智慧圖書館理論研究現(xiàn)狀分析與對策[J].圖書館雜志，2013（8）：12-17.

[3]王世偉.論智慧圖書館的三大特點[J].中國圖書館學(xué)報，2012（6）：22-28.

[4]康曉丹.構(gòu)建第三代圖書館的技術(shù)思考——以上海大學(xué)圖書館為例[J].大學(xué)圖書館學(xué)報，2014（1）：78-82.

[5]葉淑萍.國內(nèi)首個“智慧圖書館”落戶廣東省深圳市鹽田區(qū)[EB/OL].（2015.4）.http：//www.nlc.gov.cn/newtsgj/yjdt/20 15n/4y_11622/201504/t20150424_100699.htm.

[6]董曉霞，等.智慧圖書館的定義、設(shè)計和實現(xiàn)[J].現(xiàn)代圖書情報技術(shù)，2011（2）：76-80.

[7]維克托·邁爾·舍恩伯格，肯尼思·庫克耶.大數(shù)據(jù)時代：生活、工作與思維的大變革[M].盛楊燕，周濤，譯.杭州：浙江人民出版社，2012.

[8]Aittola M，Ryhanen T，Ojala T.Smart Library：Location-Aware Mobile Library Service[J].International Sympo?siumon Human Computer Interaction with Mobile Devices and Services，2003（5）：411-415.

[9]韓麗.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智慧圖書館的特點、發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J].現(xiàn)代情報，2012（5）：48-50，54.

[10]嚴(yán)棟.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館[J].圖書館學(xué)刊，2010（7）：8-10.

[11]烏恩.智慧圖書館及其服務(wù)模式的構(gòu)建[J].情報資料工作，2012（5）：102-104.

[12]劉茲恒.圖書館未來發(fā)展的十大趨勢[EB/OL].（2016.4）. http：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzA5MzUzOTI2NQ== &mid=402809844&idx=1&sn=1bd0a6a0268552b7ba592 3719346ec17&scene=23&srcid=0411LdLSHnuvYfP7Yyv VJ5KF#rd.

[13]Vandrico Inc.Wearabletechnologydatabase[EB/OL].[2016-05-23].http：//vandrico.com.database.

蘆曉紅女，1985年生。碩士，館員。研究方向：圖書館信息技術(shù)、智慧圖書館。

G250.7

*本文系遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項目“基于可穿戴技術(shù)的智慧圖書館研究”（項目編號:W 2015393）；遼寧省高等學(xué)校圖書情報工作委員會基金項目“高校智慧圖書館的智能化管理與服務(wù)研究”（項目編號：L2015017）成果之一。

（2016-07-04；責(zé)編：姚雪梅。）