高校图书馆人工智能新服务模式探索与思考*

林 曦，赵大志，李立冬

（攀枝花学院，四川 攀枝花 617000）

人工智能的时代的到来，将彻底改变人类对新技术的认知，大家也逐渐将人工智能带来的快捷、高效和个性化服务变成了一种习惯。人工智能因对生产、服务效率的大幅改进，触及经济、政治、教育等人类生活的方方面面，对人类部分劳动的替代，将引发大家生产、生活和学习方式的根本变革。高校图书馆作为高校文化信息建设的排头兵，近年来也借助于人工智能技术完成了多项智能化升级改造，取得了较好的效果。一些高校图书馆通过智能书架扫描系统来完成馆藏的智能管理，通过人脸识别技术开展图书的智能借阅，使用智能机器人完成读者的咨询，进而通过人工智能为读者收集资料、构建具有个性化、动态的、甚至是可交互的知识库等智慧化举措［1］，使读者体会到图书馆服务工作的与时俱进，同时，使读者更加方便、高效使用图书馆的文献资源。

1 研究现状

时代的变迁和新技术的迭代推动着图书馆事业不断向前迈进。随着人工智能技术的日趋成熟和在高校图书馆的应用，图书馆的多项业务都发生了智能化转变，智慧图书馆建设和研究也成为当前图书馆界最炙手可热的方向。在众多的研究机构中，重庆大学图书馆不论是在研究的系统性，还是在取得的成果方面都走在了图书馆的前列。2013 年，重庆大学图书馆杨新涯团队成功申报了国家社科基金项目“智慧图书馆理论与系统实践研究”(项目编号:13XTQ009)，为智慧图书馆建设插上了腾飞的翅膀，2016 年12 月16 日，随着重庆大学图书馆智慧门户的正式上线，智慧图书馆宏伟蓝图逐步被变为现实［2］，在其智慧化建设进程中也产生了大量的研究成果。魏群义［3］以重庆大学图书馆为例，提出智慧图书馆APP 的系统架构和实践应用。张洁、袁辉［4］提出通过智慧图书馆系统完成对各类资源的整合和发现，丰富学科服务的内容和样式，取得明显效果。袁辉［5］提出高校图书馆结合用户行为数据，以课程为中心的智慧推荐服务模式，可更好地融入高校教学和科研的生态系统。罗丽［6］从智慧图书馆理论与实践两个方面，整合了九所著名高校图书馆的专题数据，提出近阶段智慧图书馆的发展策略。赵发珍［7］结合重庆大学智慧图书馆系统的实践经验，提出构建阅读推广新模式的架构。此外，天津大学教育学院的董同强［8］还提出高校图书馆可通过建设与用户之间“一站式”的沟通、互动的智能平台，搭建教学和科研的智慧化学科服务空间来实现图书馆智慧化的解决方案。各位专家、学者都结合当前高校智慧图书馆的发展现状，在宏观层面搭建起智慧图书馆的整体构架，为图书馆智慧化发展指明了方向，但各高校图书馆的实际情况千差万别，怎样让人工智能结合到本馆实际而发挥更大的作用，值得我们每个图书馆深入探究。

2 人工智能发展历程

1956 年，历史上第一次以人工智能为题的研讨会在美国达特茅斯学院（Dartmouth College）召开，在会上，麦卡锡教授首次提出“人工智能（Artificial Intelligence）”的概念，标志着人工智能的诞生［9］，也拉开了人工智能（简称AI）快速发展的序幕。随后的这六十多年，伴随着计算机、互联网、云计算和大数据等技术的介入，人类社会出现了三次人工智能发展热潮（见图1），人工智能技术也随之得到了快速的发展。特别是在2016 年以后，在各国政府的高度重视和大力支持下，人工智能更是迈进了高速发展的快车道，2016年1月，日本政府颁布了《超智能社会5.0 战略》［10］,2016 年10月，美国政府颁布了《国家人工智能研究与发展战略计划》［11］,2019 年6 月，其又颁布了新版《国家人工智能研究与发展战略计划》［12］, 2016年10月，英国政府发布了《英国人工智能的未来监管措施与目标概述》［13］,2017 年7 月，中国政府颁布了《新一代人工智能发展规划》［14］。这一系列国家战略规划的密集颁布与实施，为人工智能的发展注入了强大的驱动力，世界各国都意识到了争夺AI 领域的制高点和国际话语权的重要性［15］。可以预见，人工智能未来必将上升为国家战略重点，对今后高校图书馆智慧化建设也将产生深远的影响。

图1 人工智能的三次发展热潮

3 高校图书馆服务转型需要人工智能的介入

目前，我国大多数高校图书馆对读者的服务还存在服务水平不高、服务方式单一、服务定位不精准、个性化服务效果不理想、服务创新能力不足等问题。高校图书馆可借助于人工智能技术集成虚拟资源的服务体系，融合用户使用资源的信息，充分挖掘文献数据和知识发现，完成以用户为中心的知识析取，构建以广袤的文献信息资源聚合为基础，以师生的实际需求为导向，以智慧化云服务为核心，以课程学习的立体化、精细化、智能化和自主化为主线的开放式智慧知识服务（见图2），从而推动高校图书馆服务内容上由单一的文献服务向智慧知识服务的转变，服务方式由人工和网络服务向有人工智能和AR 技术参与的知识管理服务转变，帮助读者构建自己的知识体系，使图书馆服务更具个性化、专题化和智能化，这时的人工智能系统将不再单单基于图书馆的文献资源，而是将各种信息资源体系融入用户的使用全过程，将现有文献信息有效融入读者的实际需求之中。这将是解决问题，化解读者与图书馆之间矛盾的有效途径。

图2 高校图书馆智慧化知识服务示意图

4 高校图书馆智慧服务新模式

随着人工智能技术的日趋成熟，使用成本的逐步降低，众多行业纷纷通过引入了先进的人工智能技术，分得了科技进步带来的巨大“红利”。高校图书馆作为文献信息中心，像清华大学、重庆大学、上海交通大学等图书馆已开展了的积极探索和尝试，将人工智能嵌入图书馆的多个模块之中，取得了较好效果。大家应充分借鉴他们的成功经验并结合本校读者的实际需求，建设适合本馆实际情况的智慧图书馆，让服务更智能，资源更贴合，读者使用更便捷。

4.1 资源智慧化建设

文献资源建设是图书馆的基础工作，资源建设水平将直接影响图书馆服务层次的高低，对于高校图书馆而言，因每年发行的期刊和报纸变化不大，智慧化采访工作的重点和难点主要集中在图书和电子资源数据库的采购上。

4.1.1 图书采购

我国每年出版发行的新书多达40 余万种，若再加上近几年出版和国外出版的图书，可供图书馆选择的图书数量将十分庞大，高校图书馆要想用有限的购书经费在海量的图书中选购到最适合本馆馆藏的图书并非易事。人工智能采访系统可还好地解决这一难题（见图3），其可整合全国各大书城、电商的图书销售信息，并对各类销量排行榜、好书榜图书和各学科领域的专家、学者或高校教参系统推荐的图书进行主动抓取和数据分析，再结合本校师生荐购图书情况，筛选掉不适合大学生阅读的图书后在智能采访系统中生成荐购书目及查重，再经图书馆采访人员二次审核后完成订购工作。这些读者认可度高的图书入藏高校图书馆，不仅有助于读者对图书馆的认可，也有利于提高馆藏图书的利用率。

图3 图书馆智能采访图书流程图

4.1.2 电子资源数据库采购

电子资源数据库具有种类繁多、文献量大、使用便捷和功能强大等特点，从近年来各高校图书馆电子资源数据库在文献资源中的购置比重不断加大和数据库的访问量、下载量逐年递增等情况不难看出，读者的阅读习惯和获取资源的方式都在发生较大的变化，电子资源数据库将扮演越来越重要的角色。相关行业的商家也嗅到了这一变化带来的巨大商机，纷纷投入大量的人力、物力、财力加入研发电子资源数据库的队伍中来，就出现了可供图书馆选择的电子资源数据库种类繁多、各具特色而又鱼龙混杂的现状，高校图书馆要想买到最适合本校教学和科研的数据库也不是一件容易的事。人工智能采购系统能借助大数据对相关的电子资源数据库进行有效的分析和评估，再结合同类高校采购数据库情况和本校师生对数据库的试用评价进行综合测评和推荐，帮助图书馆选出最适合本校师生使用的电子资源数据库。

4.2 图书馆事业管理

4.2.1 智能检索

随着信息技术的快速发展，人们获取资源的渠道变得更宽，图书馆可呈现给读者的文献资源量变得十分庞大，读者要想在海量信息中检索到符合自己需求的资源，变成了关键。各高校在课程设计时都不同程度地开设了“文献检索课”就是最好的佐证。传统的文献检索系统对读者输入关键词的准确度要求较高，对于那种问题较模糊、知识范围不清晰、难以用准确的语句来表述的“弱信息”，检索系统就无法准确呈现出符合读者预期的内容。人工智能技术能很好地化解了这一难题，其可根据读者的检索行为，借助语义分析技术、关联信息挖掘、知识图谱以及机器学习等技术，实现从知识内涵的角度解读用户的检索目的［16］，并通过深度学习和神经网络算法来推测读者的检索意图，进而将符合读者需求的资源进行智能筛选后呈现给读者，简化检索过程，缩小二次检索范围，实现检索目标的快速定位［17］。高校图书馆可通过人工智能检索系统，将检索变得就像百度导航一样，既能提供快速、准确、详实的服务，也能给用户提供多种个性化选择，这样才会使检索更加贴近读者的实际需求。

4.2.2 智能关联和推送

知识关联是指知识单元之间存在的知识序化的联系, 透过知识特征项之间直接或间接的联系发掘其显性或隐性的知识,从而揭示知识之间内在联系的过程［18］。随着高校教学改革的不断深化，慕课、微课、翻转课堂、探究式学习等教学新模式逐渐被师生所认可，在高等教育阶段，学校更加注重学生自主学习能力的培养，怎样让学生去发现未知的知识，找到知识之间内在的关联，是学习的精髓所在，也是学习的难点之一。高校图书馆一直以来都是学生自主学习的重要场所，不少的高校图书馆甚至常出现一座难求的现象。学生在图书馆不仅可以查阅资料、自习或研讨，还可以借助人工智能系统关联到各知识点的名师授课视频、参考图书、仿真实验、应用软件、测试题等资源，学生能根据自己的实际情况和学习兴趣自主选择学习的深度和广度。

近年来，移动互联网的发展让我们进入信息爆炸时代，再加上物联网的快速发展，呈现在人们面前的信息资源将变得越来越庞大，智能推送承担着越来越重要的角色。在新闻媒体行业，智能推送已发挥了很重要的作用，类似今日头条、一点资讯这样的平台均使用机器学习来把握用户喜好，然后将其感兴趣的内容智能筛选后推送给用户，正在成为新闻传播与推广的新模式。高校图书馆要解决信息爆炸时代给读者带来的困境，精准地给学生推送符合现阶段学习的文献资源，也将在人工智能的帮助下得到破解。比如，图书馆人工智能系统可根据学生的英语水平和前段时间选择英文读物的层次进行基本判断，推送给读者阅读的英文读物就会按其英语水平的高低进行智能分析后推送，让每位读者都能更快找到适合自己阅读的读物。此外，智能平台上还可以搭载各种形式的应用，准确地为不同师生群体提供差异化知识推送服务。

4.3 用户精准服务

4.3.1 智能机器人

人工智能机器人技术的日趋成熟，对教育行业也产生了巨大的影响。以美国佐治亚理工大学为例，该大学的阿肖克·戈埃尔(Ashok Goel)教授每学期都会开设一门“ 基于知识的人工智能（KBAI）”的计算机硕士研究生必修在线课程。每个学期有30 多名学生学习这门课程，在和课程相关的论坛上，会产生近1万条实时信息，这让戈埃尔和他的团队有些疲于应付，为解决这个问题，戈埃尔团队研发了机器人助教吉尔·沃森(Jill Watson)。他们在论坛上搜集了所有学生提出的跟该课程有关的问题，让机器人助教进行学习，经过几轮训练后，使其正式和学生进行交流，解答学生提出的问题，正确率居然高达到97%。后来，直到戈埃尔团队公布了沃森的真实身份，学生才发现之前和自己交流的老师竟然是AI机器人［19］。清华大学图书馆的“小图”、电子科技大学等图书馆的“万方创新助手”这类的智能机器人“馆员”已经正式上岗，其能完成对读者的接待、咨询和引领等服务，将工作人员从烦琐复杂的基础工作中解放出来。在未来，越来越多的智能机器人将会进入教育和图书馆领域，在高校图书馆“上岗”的智能机器人将在大数据和人工智能技术的帮助下，变得更加智慧，其能准确判断出每个读者的服务需求、阅读偏好和检索目的等内容，能及时、准确地为读者提供各种信息资源服务。

4.3.2 智能专家顾问

目前，人工智能通过对大数据的积累和深度学习，认知能力将达到与人类专家顾问水平相当的程度。在教育、医疗、金融投资等领域中，人工智能都有逐步取代人类专家顾问的趋势。2018年5月，苏格兰皇家银行就宣布五百名理财师的工作将被人工智能理财顾问所取代，经过一段时间的运行状况良好，并得到客户充分的认可。银行预言：在未来2-5年，人工智能有望超越人类专家顾问的水平［20］。处在工智能时代的高校图书馆，若依然沿用传统的被动服务体系已无法满足新时代师生日趋复杂的信息服务需求，只有智能整合各种资源信息，发挥图书馆学科服务平台的优势，扮演起全学科专家顾问的角色，使学科服务广度与深度都取得长足的进步，才能得到师生的广泛认可。

4.3.3 个性化知识服务

高校图书馆可通过人工智能充分整合云计算、大数据、网络爬虫、数据分析等技术，可以对各种知识资源进行精细化的收集和整理，同时经过有效的验证，再根据读者的不同需求构建起个性化知识库，从而可以为读者节约大量检索、收集和验证知识的时间，使读者能更快捷地收集到需要的知识。

5 前景展望

科技不断发展和更新迭代都会推动社会的进步，人工智能的未来已来，高校图书馆自然不会独善其中，其也会跟随社会前行的步伐向前发展，这些新科技的运用都会使图书馆变得更加智慧和贴近读者的需求。

5.1 5G助力图书馆人工智能深层次运用

如果说4G 改变了人们生活，那么5G 将改变我们整个社会。5G 低延时、高速度、大连接的优势将助推人工智能与图书馆深度融合。在5G 网络环境下，延时和大量终端接入能力将得到根本解决，人工智能的精准性、安全性和智能化都将得到极大提高，这些优势将进一步助推人工智能与图书馆深度融合，图书馆在远程控制、智能识别、无人传递、虚拟现实和超高清直播等方面都将取得更加明显的进步，高校图书馆信息传播的核心资源将进一步从内容和渠道转变为数据，且通过人工智能系统来实现数据的智能转化和对用户的智能传输［21］，这都会给读者带来更佳的体验效果，从而加深大家对智慧图书馆的依赖。同时，在5G网络环境下，智能机器人的反应能力、学习能力、理解能力都得到加强，并变得更加“智慧”。

5.2 深度学习使人工智能更加智慧

深度学习是指通过大量数据对多层的人工神经网络进行训练而实施机器学习的方法。类似于生物神经大脑的工作机理，每一层神经网络会把输入的矩阵数据通过非线性激活方法取其权重，产生一个新数据集合后输出到下一层，通过多层组织链接一起就形成神经网络“大脑”，即可完成对复杂的数据的精准处理。简而言之，深度学习就是机器在模拟人类思考问题的方法，通过生物神经网络系统进行自主学习［22］，是使其变得更智能的根本途径。2017 年10 月，Google 旗下人工智能公司DeepMind 在《Nature》期刊上发表论文，宣布该公司新版的AlphaGo Zero 只在了解比赛规则的条件下，没有任何人类干预，通过三天时间的自学围棋，便以100比0的绝对优势击败了上一代曾击败过李世石、柯洁等多个围棋世界冠军的AlphaGo［23］。这个结果对人工智能来说意义重大，标志着机器学习让已经做到“震惊世界”的AlphaGo，还将有着无限的成长空间。随着深度学习的日臻完美，高校图书馆各项智慧化服务也将变得更加成熟和完美，将更能满足广大读者对知识的个性化需求。

5.3 充分利用高速发展的计算机技术

由于在基于人工智能的信息服务需要处理海量数据，信息计算呈几何级数增长，现行的图书馆信息服务系统计算能力已经远远不能满足日益增长的信息处理需要，为了提高运算能力、快速响应用户需求，未来图书馆信息处理可借助于大型科研机构或自身硬件升级来完成。

5.3.1 借力超算中心

目前，在我国超级计算创新联盟的45 家成员单位中包含清华大学、北京大学、中国科学技术大学等13所高校。这些超算中心为高校完成高水平的科研打下了坚实的基础，以中国科学技术大学超算中心为例，自2002年该超算中心成立以来，共助力用户发表高水平学术论文1461 篇，其中在《Science》（科学）、《Nature》（自然）、《Physical Review Letters》（物理评论快报）等国外顶级期刊上发文76篇，成果卓著［24］。今后，智慧图书馆中的人工智能将完成由“弱”到“强”、由“强”到“超”的蜕变，这将使计算量变得十分庞大，需要充分发挥高校超算中心的计算优势，与其开展深度合作，使智慧图书馆的“大脑”变得更聪明，服务变得更极致。

5.3.2 量子计算在图书馆的运用

随着人工智能神经网络的不断发展，数据计算量将超出了普通计算机处理器的承载上限，其面对越来越复杂的计算和建模往往显得力不从心，这很大程度上限制了人工智能在图书馆的发展，而量子计算机的出现则很好地弥补了普通计算机的这种缺陷，其借助粒子的量子态存储数据，借助量子算法对数据进行操控，借助量子逻辑来完成通用计算，拥有强大并行计算能力，能够大幅提升计算机的计算速度。2019 年1 月，在美国拉斯维加斯举办的国际消费类电子产品展览会（International Consumer Electronics Show，简称CES）上，IBM 公司宣布推出世界上第一台商用量子计算机——“IBM Q System OneIBM”［25］，推动了量子计算技术进入商用领域的实质性进程。图书馆作为信息文献中心，较多的新技术、新设备都会在图书馆率先使用，今后，当“使机器人能够像人一样独立思考”的量子计算机被高校图书馆广泛应用时，图书馆的智慧化服务水平将得到质的飞跃。

6 结语

随着移动互联网、大数据、云计算、物联网、脑科学等新技术的日趋成熟，人工智能迎来了崭新的时代，这将对人类社会和生活的各个方面都带来深远的影响，也为智慧图书馆的建设和发展孕育了新动能。没有人可以预知，未来的AI 还会出现哪些形态，但不可否认，当高校图书馆搭上人工智能的“技术高铁”时，过去的一切正在被重构，未来的世界正在加速形成。