人工智能在高校圖書館的應用

關鑫

摘 要：人工智能作為新興產(chǎn)業(yè)的核心技術，對傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的沖擊。本文介紹了人工智能的定義和發(fā)展階段，分析了人工智能在高校圖書館應用的優(yōu)勢，提出了人工智能在高校圖書館應用的五個方向。

關鍵詞：人工智能;AI;高校圖書館

Google旗下的DeepMind公司研發(fā)的AlphaGo圍棋機器人戰(zhàn)勝專業(yè)圍棋棋手李世石，在全球引爆了新一輪的人工智能熱潮。人工智能作為新興產(chǎn)業(yè)的核心和世界各國競爭發(fā)展的戰(zhàn)略技術備受國家重視。2017年國務院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，對人工智能產(chǎn)業(yè)進行戰(zhàn)略部署;在2018年3月和2019年3月的政府工作報告中，均強調指出要加快新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動人工智能等研發(fā)應用，培育新一代信息技術等新興產(chǎn)業(yè)集群壯大數(shù)字經(jīng)濟。這已經(jīng)是李克強總理連續(xù)三年三提人工智能，其重要性可見一斑。

一、人工智能

人工智能對普通人來說可能是一個很少接觸的專業(yè)名詞，對它的認知大部分停留在科幻小說或電影當中。其實人工智能離我們并不遙遠，它就在我們身邊，幾乎無處不在。例如蘋果的Siri、小米的小愛同學、阿里的天貓精靈、智能電視等智能助理的應用，改變了人們和機器交流的方式;QQ音樂、網(wǎng)易云音樂等音樂軟件會應用人工智能技術向你推送你喜歡的歌曲;你的快遞包裹送達的時間越來越短，是因為倉儲機器人，物流機器人正幫助物流企業(yè)高效、安全的分發(fā)貨物。人工智能在我們的生活中隨處可見，那么什么是人工智能呢？

1.什么是人工智能

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門科學技術。人工智能是一門多領域綜合科學，它涵蓋的知識面非常廣泛，包括計算機科學、數(shù)學、邏輯學、心理學、生物學、神經(jīng)科學、仿生學、統(tǒng)計學、經(jīng)濟學、語言學和哲學等相關科學的內容。

目前，人們把人工智能分為三個級別：弱人工智能、強人工智能和超級人工智能。

第一，弱人工智能。可以代替人類處理某一領域的工作。完勝李勝石的AlphaGo就是典型的弱人工智能，雖然已經(jīng)超越了人類在圍棋界的最高水平，但在其他領域還差的很遠，所以只能是弱人工智能。目前全球的大部分人工智能水平都處于這一階段。

第二，強人工智能。強人工智能是指在各方面都能和人類比肩的人工智能，等同于人類智能的技術和學習能力。通俗的來講強人工智能就是能勝任人類所有工作的人工智能。這也是所有人工智能企業(yè)目前想要實現(xiàn)的目標。

第三，超人工智能。牛津哲學家、知名人工智能思想家尼克·波斯特羅姆把超級人工智能定義為“在幾乎所有領域都比最聰明的人類大腦都聰明很多，包括科學創(chuàng)新、通識和社交技能”。超人工智能是人工智能的發(fā)展趨勢。就像蘋果聯(lián)合創(chuàng)始人史蒂夫·沃茲尼亞克預言的一樣，到時超人工智能機器人接管一切，而人類將被機器人當成寵物一樣照料。

2.人工智能的發(fā)展階段

人工智能作為一種新興技術它的發(fā)展并不是一帆風順的，而是曲折前進的。人工智能發(fā)展到今天主要經(jīng)歷了三個階段。

（1）起步期（1950-1970s）

1950年“計算機之父”阿蘭·圖靈在他的論文《計算機和智能》中提出了一個舉世矚目的想法——圖靈測試。他設想：如果一臺機器能夠與人類開展對話而不能被辨別出機器身份，那么這臺機器就具有智能。圖靈還預言了真正具備智能機器的可行性，這也被看作是人工智能的一個起點。1956年，在由達特茅斯學院舉辦的一次會議上，計算機專家約翰·麥卡錫提出了“人工智能”一詞。在那之后不久，最早的一批人工智能學者和技術開始涌現(xiàn)。達特茅斯會議被廣泛認為是人工智能誕生的標志，從此人工智能走上了快速發(fā)展的道路。1958年，計算機科學家Rosenblatt發(fā)明了“感知器”（Perceptron），感知器是當時首個可以學習的人工神經(jīng)網(wǎng)絡。人們認為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了智能的奧秘，人工智能研究進入第一個高潮期。然而，隨著感知器缺陷的發(fā)現(xiàn)（只能處理線性分類問題）和當時計算能力的不足，人工智能研究在70年代陷入了低谷。

（2）第二階段（1980s-1990s）

新型的神經(jīng)網(wǎng)絡算法BP（Back Propagation）算法的提出，解決了人工神經(jīng)網(wǎng)絡非線性分類和學習的問題。此外，針對某一領域的專家系統(tǒng)（如XCON專家系統(tǒng)，每年為公司節(jié)約超過四千美元的經(jīng)費。）也在商業(yè)上獲得成功應用，人工智能又迎來了第二次高潮。然而，由于BP算法被指出存在很多缺陷（如多層神經(jīng)網(wǎng)絡中梯度消失問題），專家系統(tǒng)也暴露出應用領域狹窄、知識獲取困難、計算性能難以提升等問題。人工智能的研究進入了第二次低谷。

（3）第三階段（2000s-至今）

2006年Hinton提出了“深度學習”的神經(jīng)網(wǎng)絡，深度學習算法的出現(xiàn)引起了廣泛的關注，BP算法的缺陷被解決了，深度學習被應用到語音識別以及圖像識別中，取得了非常好的效果。2011年IBM創(chuàng)造的認知系統(tǒng)機器人Watson在美國電視智力游戲《危險邊緣》中輕松戰(zhàn)勝前兩屆人類冠軍，獲得百萬大獎。2017年11月由漢森機器人公司設計的人形機器人Sophia被沙特阿拉伯授予公民身份，成為第一個擁有人類公民身份的機器人。人工智能在大數(shù)據(jù)時代進入了第三次發(fā)展的高潮。

二、人工智能在高校圖書館應用的優(yōu)勢

21世紀什么最重要？人才最重要。中國人工智能方面的人才大部分集中在高校和研究所，清華大學憑借雄厚的科研基礎優(yōu)勢匯聚822名國際人工智能人才，名列世界第一;上海交通大學以590人的數(shù)量屈居第二。據(jù)教育部公開信息顯示，截止到2017年底，全國共有71所高校圍繞人工智能領域設置了86個二級學科或交叉學科。清華大學、北京大學、中國科學院大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學、上海交通大學、東北大學、重慶郵電大學等一批高校也紛紛設立了自己的人工智能學院或人工智能研究院。2018年以前我國人工智能教育只有研究生、博士生培養(yǎng)，很少有院校開展本科生培養(yǎng)。針對這種狀況，2018年4月，教育部印發(fā)《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，提出要完善人工智能領域人才培養(yǎng)體系，完善學科布局和建設。在政府和高校共同的努力下到2019年我國已經(jīng)有35所高校開設人工智能本科專業(yè)。有著如此雄厚的人才儲備，人工智能在高校圖書館應用無論是研發(fā)、實踐還是后期維護都有著得天獨厚的優(yōu)勢。

此外，高校圖書館還是人工智能技術轉化應用的最前沿孵化基地。高校圖書館擁有良好的軟硬件設備，充裕的項目資金，寬敞的實驗場地，院館（人工智能學院和圖書館）結合的優(yōu)勢，讓人工智能技術更快更好轉化為應用為高校圖書館服務。

三、人工智能在高校圖書館的應用

1.人臉識別

人臉識別技術是基于人的臉部特征，利用分析比較的人工智能技術識別人臉。人臉識別技術在高校圖書館中主要應用于門禁系統(tǒng)、自助借還、館員考勤、自習座位預約、終端消費等業(yè)務服務。其中利用率最高的就是門禁系統(tǒng)。很多高校都是從原有的一卡通系統(tǒng)升級為人臉識別系統(tǒng)，相對來說花費小，見效快，解決了高校學生忘帶卡、丟卡、卡被冒用等問題，實現(xiàn)高校圖書館管理無卡化、智能化，提升了閘機的通行效率，緩解通行高峰期擁堵。

人臉識別門禁系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

圖1 人臉識別門禁系統(tǒng)流程圖

2.智能個人助理

經(jīng)常使用電腦或者手機的人，一定對Siri、小愛同學、Cortana等這些虛擬個人助理不會陌生。只要說出指令，他們就會完成你所要求的任務。高校圖書館使用智能個人助理的時間最早可以追溯到2010年，2010年清華大學圖書館的“小圖”正式上線，它可以和讀者聊天、回答圖書館知識和問題、查詢館藏圖書、查詢百度百科還可以進行自我學習和訓練。最初版本是文字交互的，隨著人工智能技術（語音識別和自然語言檢索技術）的發(fā)展，現(xiàn)在的高校圖書館智能個人助理可以以APP的形式全天陪伴在讀者身邊，用自然語言進行人機交互，不受時間和空間的限制。在你喚醒智能個人助理的時候，人工智能會收集你的指令信息，利用該信息進一步識別語音指令，并提供個性化的結果，甚至可以通過“不斷了解讀者”，預測讀者的需求。

3.智能決策支持系統(tǒng)

利用智能決策支持系統(tǒng)，可以根據(jù)各高校圖書館館藏情況、各專業(yè)學生數(shù)量、學生閱讀偏好、圖書館采購金額，出版商出版信息和數(shù)據(jù)商數(shù)據(jù)庫信息等大數(shù)據(jù)，利用智能策略庫里的專業(yè)知識，分析處理后，會得出最優(yōu)的采購策略，幫助高校圖書館輕松完成采購任務，優(yōu)化館藏結構，合理分配實體資源和數(shù)字資源所占比例。

4.機器人

廣東智媒云圖科技股份有限公司自主研發(fā)的首個基于計算機視覺的盤點機器人——Wonder Sheldon（簡稱書童），在《2018中國高校圖書館發(fā)展論壇》上驚艷亮相，它解決了高校圖書館傳統(tǒng)盤點圖書，圖書量大，人員不足，周期長效率低的缺點。目前市場上通用的盤點機器人大部分應用無線射頻識別（RFID）技術，這需要事先給每本書帖上電子標簽，再配合接收器盤點，這樣投入的人力資金巨大，還受無線電信號傳輸不穩(wěn)定的影響。而“書童”則是通過掃描書脊，進而識別圖書信息，對圖書進行盤點，每小時可以盤點2.5萬冊，是人工的100倍。此外，圖書整理機器人能代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工，對圖書進行分類、上下架、整理等工作，把館員從重復枯燥的體力勞動中解放出來，提高了工作效率，讓館員有更多的時間和精力去做一些更有創(chuàng)新意義的服務。

5.智能建筑

智能建筑是人工智能技術與建筑藝術相結合的產(chǎn)物，它包括辦公自動化系統(tǒng)（OA）、建筑自動化系統(tǒng)（BA）、通信自動化系統(tǒng)（CA）、消防自動化系統(tǒng)（FA）和信息管理自動化系統(tǒng)（MA），也稱為“5A建筑”。高校圖書館應用智能建筑，不但節(jié)省能耗，還能免去人工操作不及時的麻煩，它會根據(jù)建筑里安裝的感應器和處理器，智能感應室內外溫度、濕度、光線，自動調節(jié)圖書館的冷暖空調、通風設備和照明設備，24小時不間斷的監(jiān)控電梯、消防設備，讓讀者的閱讀環(huán)境更加舒適，更加安全。此外智能建筑的另一大優(yōu)點就是彈性大。建筑內的空間不再是一成不變的，而是可以隨時變化，可以改變空間的大小、背景顏色、家具形狀和位置等，適應不同的需求，讓讀者時刻充滿新鮮感，提升了高校圖書館自身的魅力。

四、結語

目前人工智能在高校圖書館的應用只是初級階段，未來會有更多更好的人工智能技術應用于高校圖書館。我們高校圖書館人要緊緊跟隨時代發(fā)展的潮流，努力學習新的人工智能技術，為高校圖書館的智能化發(fā)展做出貢獻。

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（作者單位：沈陽理工大學）