人工智能技術(shù)在圖書館的應(yīng)用及展望

金 煦

（安徽師范大學(xué)，安徽 蕪湖 241002）

大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，隨著用戶信息需求行為的變化，圖書館的服務(wù)理念、服務(wù)模式、服務(wù)功能都發(fā)生了很大的變化。如何盡快地適應(yīng)這種變化，根據(jù)用戶的需求開展精準(zhǔn)化、智慧化的服務(wù)，利用先進(jìn)的人工智能技術(shù)至關(guān)重要。

一、人工智能的定義及應(yīng)用技術(shù)

（一）人工智能的定義

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科緊密結(jié)合、相互滲透而發(fā)展起來的交叉學(xué)科。研究目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)模仿人腦所從事的學(xué)習(xí)、思考、推理等行為，幫助解決需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。正如美國(guó)斯坦福大學(xué)人工智能研究中心尼爾遜（Nelson）教授所表述的，“人工智能是關(guān)于知識(shí)的學(xué)科”。從實(shí)用的觀點(diǎn)看，人工智能以知識(shí)為對(duì)象，主要研究知識(shí)的獲取、知識(shí)的表示方法和知識(shí)的使用。

（二）人工智能相關(guān)應(yīng)用技術(shù)

人工智能技術(shù)應(yīng)用主要有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和專家系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)生成一個(gè)逼真的三維虛擬環(huán)境，并通過頭盔顯示器、圖形眼鏡、數(shù)據(jù)服等傳感裝置，將操作者與虛擬環(huán)境連接相互作用的新技術(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種模范動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進(jìn)行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型，具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力，可以通過“訓(xùn)練”學(xué)會(huì)識(shí)別模式和模糊邏輯。專家系統(tǒng)是根據(jù)某一領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑闹R(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)所建立的解決問題、判斷決策的智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)[1]。

二、人工智能在圖書館中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）專家系統(tǒng)在信息組織中的應(yīng)用

信息組織是信息管理活動(dòng)的基本環(huán)節(jié)，它依據(jù)一定的科學(xué)規(guī)則、方法和技術(shù)，對(duì)文獻(xiàn)信息和網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行序化或整序，從而保證用戶對(duì)信息的有效獲取和利用。利用人工智能技術(shù)中的專家系統(tǒng)模擬圖書資料的分類原則，并將專家思維方式注入其中，應(yīng)用聯(lián)想詞、禁用詞、同義詞詞典和關(guān)系知識(shí)庫(kù)等處理技術(shù)，建立言語(yǔ)理解系統(tǒng)、知識(shí)理解系統(tǒng)、知識(shí)系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)信息組織分類標(biāo)引自動(dòng)化[2]。如中國(guó)地質(zhì)資料分類專家系統(tǒng)，遵循圖書資料分類原則，采用正向推理方式，運(yùn)用產(chǎn)生式表示法、分級(jí)知識(shí)庫(kù)，極大地提升了中文地質(zhì)資料分類效率及準(zhǔn)確度[3]。同樣，基于AI設(shè)計(jì)并更為個(gè)性化的是由一位劍橋大學(xué)博士生創(chuàng)立的Sparrho。它通過分析理解用戶需求，能達(dá)到每小時(shí)分類45，000份文獻(xiàn)，并根據(jù)用戶需求，將與用戶最相關(guān)的領(lǐng)域動(dòng)向選擇性推送給用戶，在傳統(tǒng)的搜索功能上Sparrho還加入了保存分享的功能，同一個(gè)科研團(tuán)體可以利用這個(gè)平臺(tái)同步知識(shí)閱讀[4]。

（二）信息挖掘技術(shù)在檢索及書目推薦中的應(yīng)用

信息檢索通過對(duì)元數(shù)據(jù)的揭示將知識(shí)與用戶的特定問題進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的檢索。當(dāng)前信息檢索中的人工智能技術(shù)主要有用于信息挖掘的web爬蟲技術(shù)、用于信息集成的介體技術(shù)、用于明確信息語(yǔ)義，便于機(jī)器可讀進(jìn)行智能信息訪問的本體技術(shù)，以及用于文檔聚類和預(yù)處理的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。信息搜尋者制定一個(gè)查詢表達(dá)式表達(dá)自己的信息需求，系統(tǒng)將其查詢表達(dá)式與文檔進(jìn)行比較。文檔和查詢的表示形式通常由相似度函數(shù)（例如余弦或Dice系數(shù)）進(jìn)行匹配，向用戶提供最相似的文檔，用戶可以評(píng)估其與他們問題有關(guān)的相關(guān)性[5]。在圖書館工作中，應(yīng)用的比較成熟的文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)有NIPX、CODER、PLEXUS、GRANT等，這些分別是CA專家系統(tǒng)、文獻(xiàn)專家檢索系統(tǒng)、專家咨詢系統(tǒng)、研究基金咨詢系統(tǒng)。同時(shí)，運(yùn)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和挖掘技術(shù)快速收集讀者的個(gè)人信息、借閱行為，分析讀者的閱讀愛好與閱讀需求，可以幫助讀者找出同類群中最感興趣的文獻(xiàn)資料，并主動(dòng)推送給讀者，開展個(gè)性化、人性化的知識(shí)服務(wù)。

（三）智能機(jī)器人在圖書典藏管理和參考咨詢中的應(yīng)用

智能機(jī)器人技術(shù)通常被描述為AI子領(lǐng)域，涉及運(yùn)動(dòng)和感知任務(wù)。機(jī)器人是一種機(jī)械設(shè)備，可以使用人工智能技術(shù)直接通過人工控制或預(yù)定程序來執(zhí)行自動(dòng)化任務(wù)。機(jī)器人的投入使用可以改善和提高圖書館員的工作效率。臺(tái)灣圖書館于2015年引進(jìn)了專業(yè)自動(dòng)圖書掃描機(jī)器人ScanRobot，透過圖書館建立的文獻(xiàn)典藏?cái)?shù)字化合作計(jì)劃，ScanRobot機(jī)器人可以自動(dòng)翻頁(yè)并掃描授權(quán)的圖書，圖書館可將數(shù)字化的成果公開于資料庫(kù)平臺(tái)，免費(fèi)開放給全球的讀者閱覽使用，這樣的做法提升了圖書文獻(xiàn)的能見度。

新加坡A*STAR資訊通信研究院設(shè)計(jì)的Au-RoSS機(jī)器人可以在圖書館閉館后進(jìn)行讀架工作，機(jī)器人用鐳射掃描書架，邊掃描邊記錄書架上缺失的書籍以及錯(cuò)架的書籍清單，讓圖書館員可以在第二天根據(jù)這份清單有針對(duì)性地整理有問題區(qū)域[3]。天津大學(xué)智算學(xué)部科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“智圖”機(jī)器人，通過安裝在機(jī)器人內(nèi)部的RFID閱讀器對(duì)書架上的圖書進(jìn)行自動(dòng)掃描并讀取標(biāo)簽信息，完成圖書定位，通過計(jì)算機(jī)視覺和人工智能技術(shù)對(duì)書脊上的文字進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)射頻圖書定位結(jié)果進(jìn)行局部糾錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)了圖書盤點(diǎn)操作的自動(dòng)化、智能化[6]。南京大學(xué)圖書館研發(fā)使用的智能盤點(diǎn)機(jī)器人現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了第4代，定位粒度達(dá)到了厘米級(jí)別，定位精準(zhǔn)度達(dá)到了98%。2019年12月正式對(duì)外開放的蘇州第二圖書館，引入大型智能化立體書庫(kù)系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)大型智能化書庫(kù)，充分運(yùn)用人工智能技術(shù)，館藏圖書借還全程自動(dòng)化存取，實(shí)現(xiàn)了館藏儲(chǔ)存高密度和圖書利用高效率[7]。

參考咨詢服務(wù)是圖書館為讀者在查找和利用文獻(xiàn)信息的過程中提供幫助的活動(dòng)，是圖書館服務(wù)的重要組成部分。人工智能機(jī)器人的出現(xiàn)與應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的圖書館咨詢服務(wù)方式。如對(duì)一些常見的讀者咨詢問題，智能機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的答案為讀者解答。既節(jié)省了圖書館人力資源，又給到館讀者留下了深刻印象，增強(qiáng)了圖書館的吸引力。在一些較大的圖書館，由于不同的樓層功能定位不同，藏書范圍不同，到館讀者往往需要花費(fèi)一定的時(shí)間才能找到自己所要前往的區(qū)位。定點(diǎn)咨詢服務(wù)機(jī)器人就會(huì)是很好的幫助，圖書館可在各樓層的服務(wù)臺(tái)或檢索機(jī)的旁邊，設(shè)置機(jī)器人提供服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)圖書館咨詢機(jī)器服務(wù)人的應(yīng)用已有許多，如上海圖書館的“圖小靈”、清華大學(xué)的“小圖”、南京大學(xué)圖書館的“圖寶”，成都理工大學(xué)的“成小理”等。

三、人工智能在圖書館應(yīng)用過程中存在的不足

（一）用戶隱私保護(hù)制度尚不完善

安全和隱私是日常管理重要問題，在處理用戶信息等敏感信息時(shí)。如果沒有合適的安全模板，保存在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)可能會(huì)受到病毒、盜竊以及其他形式的欺詐和身份盜用的攻擊。此外，由于服務(wù)是通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)模虼藷o(wú)法識(shí)別服務(wù)器和軟件的重新分配，也無(wú)法進(jìn)行安全審計(jì)。如果備份不足和系統(tǒng)故障，還存在數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。在人工智能依靠大量的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行運(yùn)算、預(yù)測(cè)及決定的過程中也有可能泄漏個(gè)人隱私，一旦相關(guān)資料被有心人士掌握，有可能會(huì)危害個(gè)人權(quán)益和名譽(yù)，所以在人工智能的應(yīng)用過程中也必須經(jīng)過仔細(xì)的設(shè)計(jì)和測(cè)試，要確保讀者個(gè)人隱私免于被侵犯。

（二）缺少智能技術(shù)創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)

將先進(jìn)的人工智能技術(shù)運(yùn)用到圖書館，除了購(gòu)置必需的設(shè)施和設(shè)備，還要在研究和管理上投入相應(yīng)的人員及資金。目前，國(guó)內(nèi)圖書館在人工智能技術(shù)運(yùn)用上依舊處于學(xué)習(xí)和探索階段，在新技術(shù)的利用與掌握能力上還存在一定的不足。加上現(xiàn)階段人工智能技術(shù)在圖書館中的使用缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)圖書館還無(wú)法系統(tǒng)有效地將新技術(shù)落實(shí)到圖書館的日常管理與服務(wù)之中。新技術(shù)的運(yùn)用雖然產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益，但大部分在技術(shù)創(chuàng)新上也有明顯的差距，很難在已有技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)不斷推陳出新，這導(dǎo)致人工智能技術(shù)在圖書館的應(yīng)用距離理想的狀態(tài)存在著一定的差距。

（三）專業(yè)人才隊(duì)伍匱乏

根據(jù)目前我國(guó)圖書館人工智能技術(shù)應(yīng)用情況可以看到，人工智能技術(shù)在圖書館的應(yīng)用，現(xiàn)階段主要由圖書館與高科技公司或高等院校相關(guān)科研院所合作研發(fā)。智能機(jī)器在圖書館的研究與開發(fā)也需要更多的專業(yè)科技人才。但圖書館缺乏引進(jìn)優(yōu)秀技術(shù)人才的優(yōu)勢(shì)，很難引進(jìn)更難留住人工智能專業(yè)技術(shù)人才。另一方面，由于缺乏廣闊的視野和創(chuàng)造性思維，大多數(shù)圖書館對(duì)人工智能技術(shù)在圖書館未來的應(yīng)用與發(fā)展前景不甚明晰，只是被動(dòng)地接受與使用，并且無(wú)法根據(jù)實(shí)際需要選擇相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)和智能工具。

四、人工智能技術(shù)在圖書館領(lǐng)域發(fā)展路徑

（一）強(qiáng)化用戶隱私保護(hù)機(jī)制

人工智能技術(shù)通過收集數(shù)據(jù)發(fā)揮作用，隨著它的進(jìn)一步發(fā)展，它需要積累更多種類的信息和數(shù)據(jù)。雖然這對(duì)于人工智能系統(tǒng)的完美運(yùn)行至關(guān)重要，但存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的大量信息也可能帶來安全漏洞的風(fēng)險(xiǎn)。這就要求圖書館在保證人工智能技術(shù)的正常運(yùn)行的同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)用戶隱私的保護(hù)。一是要在技術(shù)上予以保障，提供安全的技術(shù)環(huán)境。圖書館應(yīng)提供可靠的、安全、高速的通信網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)安裝、更新和維護(hù)系統(tǒng)。除了對(duì)傳統(tǒng)資源數(shù)字化的硬件的支持，還應(yīng)提供網(wǎng)絡(luò)安全軟件。圖書館在收集和整合信息資源時(shí)需要采用有效的數(shù)據(jù)加密方法，這樣就可以保證數(shù)據(jù)始終處于高度保密狀態(tài)，保證信息的安全，從而實(shí)現(xiàn)信息資源的最大價(jià)值。二是，圖書館及有關(guān)部門要制定專門的管理制度。圖書館應(yīng)根據(jù)《個(gè)人信息保護(hù)法》來制定相關(guān)規(guī)章制度，明確需要保護(hù)的讀者隱私事項(xiàng)和范圍。在向第三方或其他圖書館提供讀者個(gè)人信息時(shí)，應(yīng)事先得到讀者授權(quán)方可對(duì)其信息進(jìn)行傳播利用。三是培養(yǎng)和加強(qiáng)用戶的個(gè)人信息安全意識(shí)。圖書館可通過線上與線下相結(jié)合的方式來培養(yǎng)讀者個(gè)人信息保護(hù)意識(shí)，線上可利用微信公眾號(hào)平臺(tái)和官方網(wǎng)站推送與信息安全有關(guān)的宣傳內(nèi)容，線下可定期開展相關(guān)講座來加強(qiáng)讀者隱私保護(hù)意識(shí)。

（二）建設(shè)具有創(chuàng)新思維的智能圖書館

隨著人工智能時(shí)代的到來，人們獲取信息的途徑越來越廣泛，對(duì)圖書館提供的信息服務(wù)提出了更高的要求，希望得到更好的知識(shí)服務(wù)。而圖書館為了彰顯其社會(huì)作用，不被時(shí)代發(fā)展的潮流淘汰，就必須充分把握新科學(xué)研究的進(jìn)展，創(chuàng)新思維。一方面要提升知識(shí)服務(wù)能力，就高校圖書館而言，可運(yùn)用人工智能技術(shù)，聯(lián)合各學(xué)科知識(shí)團(tuán)隊(duì)開展智慧化學(xué)科服務(wù)平臺(tái)的搭建，整合多元化的理論知識(shí)，形成更加科學(xué)的學(xué)科知識(shí)體系。朝著創(chuàng)新思維的智能化方向發(fā)展，提升知識(shí)服務(wù)能力。對(duì)于公共圖書館而言，亦可根據(jù)自身需求結(jié)合人工智能所具備的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，建立知識(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)，創(chuàng)新服務(wù)模式，有效地將人工智能技術(shù)與圖書館服務(wù)相結(jié)合，拓寬人工智能技術(shù)在圖書館的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)圖書館服務(wù)的創(chuàng)新，讓讀者感受到更便利的知識(shí)服務(wù)。另一方面，要積極培育館員創(chuàng)新思維，在使用智能技術(shù)提供服務(wù)的同時(shí)，圖書館員需要不斷提高信息素養(yǎng)。具體地，圖書館應(yīng)積極鼓勵(lì)及組織館員參加新型技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，不斷培養(yǎng)館員的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，在學(xué)習(xí)中牢固掌握新技術(shù)使用方法和技巧，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化自身的服務(wù)水平。

（三）培養(yǎng)掌握人工智能技術(shù)的服務(wù)團(tuán)隊(duì)

人工智能為我們提供了一套功能強(qiáng)大的工具，尤其是當(dāng)它們與常規(guī)工具和其他創(chuàng)新計(jì)算工具結(jié)合使用時(shí)。但是，掌握這些工具并熟練地使用它們來構(gòu)建真正重要的智能系統(tǒng)并非易事。人工智能技術(shù)應(yīng)用于圖書館，在為圖書館的管理與服務(wù)提供更多便利的同時(shí)，也對(duì)圖書館管理人員提出了更高的要求。一方面修煉內(nèi)功。圖書館可通過自己培養(yǎng)的方式，制定相應(yīng)的人才培訓(xùn)計(jì)劃，讓更多的圖書館工作人員學(xué)習(xí)和了解一定的人工智能技術(shù)知識(shí)，掌握各種智能設(shè)施的操作技巧與方法。通過提高圖書館工作人員的創(chuàng)造力，滿足用戶不斷增長(zhǎng)的新需求，提高利用人工智能技術(shù)開展服務(wù)的水平，培養(yǎng)一支掌握人工智能技術(shù)的服務(wù)團(tuán)隊(duì)。另一方面加強(qiáng)合作，圖書館應(yīng)根據(jù)自身情況，加強(qiáng)與社會(huì)企業(yè)和行業(yè)協(xié)會(huì)的合作，多方籌集資金，增強(qiáng)對(duì)圖書館應(yīng)用人工智能技術(shù)的實(shí)際投資。此外，還應(yīng)充分整合各種創(chuàng)新資源，與高新企業(yè)一起建設(shè)相應(yīng)的科技孵化平臺(tái)，采用“項(xiàng)目制”的方式研發(fā)相應(yīng)的軟硬件，讓最新的人工智能技術(shù)“落地”圖書館，增強(qiáng)圖書館科技創(chuàng)新能力，讓圖書館創(chuàng)造更多的社會(huì)價(jià)值和服務(wù)價(jià)值。

五、總結(jié)

隨著人工智能時(shí)代的到來，圖書館要充分把握新科學(xué)研究的進(jìn)展，不斷創(chuàng)新思想，在認(rèn)識(shí)到人工智能給圖書館帶來發(fā)展“紅利”的同時(shí)，也充分認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)存在的局限性，為人工智能技術(shù)在圖書館的應(yīng)用建立切合實(shí)際的目標(biāo)，并制定適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)開發(fā)策略，促進(jìn)圖書館這一有機(jī)體的生長(zhǎng)與發(fā)展。