智能咨询机器人对图书馆参考咨询服务的革新

杨 倩

(国家图书馆参考咨询部,北京 100081)

1 引言

图书馆的参考咨询服务是馆员使用个人经验与专业知识，为用户提供文献知识、文献与其检索途径的个性化服务。随着计算机技术的快速发展，互联网、即时通讯工具（IM）和电子邮件的普及提高了参考咨询服务的实效性，打破了传统参考咨询服务的空间局限，促进参考咨询服务向实时、虚拟的方向转换。人工智能技术的发展，又为虚拟参考咨询服务注入了新鲜的血液，不仅从形式上拓展参考咨询服务的自动化，更是从内容上延伸了参考咨询服务的边界。郭山[1]调查31 个省级公共图书馆，发现联合与网页实时参考咨询需要耗费大量的人力及时间，咨询馆员无法做到7×24小时实时回复，且很多时间咨询人员都在从事重复的咨询回复，而智能咨询机器人可以弥补咨询人员全时间在线的问题，还可以把咨询人员从大量的重复劳动中解脱出来。将智能机器人应用于图书馆参考咨询工作，可以根据用户的需求与行为规律提供准确、个性化的咨询服务，极大地提高了咨询服务的质量、实效性和满意度。

本文分析了智能机器人对参考咨询服务知识储备、用户分析等方面的影响，结合智能咨询机器人在参考咨询服务应用方面的发展趋势，提供相关技术融合建议。

2 智能咨询机器人的研究现状

在国外，最早着手于图书馆智能咨询机器人研究的是德国汉堡大学等一些欧洲图书馆，其后也有部分图书馆对此展开了研究。华盛顿大学的MULDERL 系统[2]是第一个完全以网络作为其知识库的自动问答系统，它将检索到的网络文档下载到本地，并且对这些文档进行详细的语法分析，从中抽取答案。新加坡国立大学的LAMP 系统[3]，采用改进传统的向量空间模型作为抽取答案的方法，不下载网络资源的全文而是对搜索引擎返回的摘要信息进行分析。内布拉斯加大学林肯分校图书馆的聊天机器人[4]通过挖掘分析聊天记录优化回答数据库，为用户提供更具有针对性的答案。日本法政大学设计了一个聊天机器人学习系统，可以返回知识库中包含的相关信息的答案，并在与用户的交流中更新语法规则库。阿拉伯开放大学设计了一个基于语料库能自动生成不同ALICE 原型的实验，这些原型可作为一个工具来进行不同语言的训练、语料库的可视化以及问题答案的提供[5]。JIN[6]提出了一种可以通过与用户之间的对话来实现语法规则库自动更新的聊天机器人系统。

国内图书馆智能机器人研究早期侧重理论探索，主要探讨对机器人技术应用于图书馆服务的可行性与必要性、梳理中外先进经验以及解读咨询机器人相关的关键技术。随着理论研究的不断深入，研究方向向建模与技术的实际应用转化，有学者利用计算机技术建立服务模型、系统构架[7,8]与语料库[9]，也有学者对咨询机器人目前应用进行评述[10]，智能机器人技术开始实际投入使用[11]。目前国内开展智能机器人服务中比较成熟的有清华大学图书馆的“小图”和上海交通大学图书馆的“小交”[12]。“小图”是基于AIML（人工智能标记语言）的人工智能机器人，具有记忆和学习能力，通过积累AIML 语料库实现人机对话，根据机器人的知识库储备给用户准确和个性化的回答[13]。“小交”是基于MSN 的智能聊天机器人，具有“自主聊天”“资源查询”“百科解答”“学科导航”和“借阅提醒”等功能[14]。此外还有重庆文理学院图书馆[15]、杭州图书馆[16]、上海闵行区图书馆[17]、中国矿业大学图书馆[18]、东南大学图书馆[8]、哈尔滨工业大学图书馆[19]、深圳图书馆[20]等都纷纷基于不同的平台开发设计图书馆智能咨询机器人，详细介绍系统架构和功能模块，并在实际应用中取得了良好的效果[11]。

3 传统参考咨询服务的局限与问题

传统参考咨询服务主要以文献资源作为服务内容，提供关于用户信息问题的文献资源及其来源、获取渠道等信息服务。

3.1 资源分类与用户需求不匹配

传统图书馆的数字资源是根据资源类型、学科、语种、格式、出版时间等文献外部特征描述资源，比如将文献分为图书、期刊、报纸、标准、专利等类型，或者人文学科、理工学科等学科。此种资源分类方式对文献资源的内容揭示程度有限，用户的咨询问题往往从内容出发，也对于图书馆专业分类比较陌生，造成资源分类与用户需求不能完全匹配。

3.2 咨询馆员的知识储备有限

咨询馆员受到个人教育背景、记忆能力、认知水平和信息素养等限制，总有其知识储备的上限。在面对众多读者形色各异、包罗万象的咨询问题时，单个咨询馆员的能力经常捉襟见肘。因此，出现了联合参考咨询、参考咨询联盟等形式，以众多咨询馆员的集体智慧，弥补单个咨询馆员知识的有限性。众多馆员联合起来的经验知识库，在解决已有问题的时候确实有一定优势，但是在解决新型问题的情况下也有其短板。

3.3 用户需求分析不足

传统的参考咨询服务以资源作为出发点，对于用户的信息需求分析不够深入，用户行为规律的理论研究与实践结合不够紧密，将用户需求应用于参考咨询服务中的业务实践略显不足。图书馆系统中的大量用户行为数据没有得到充分开发与利用，用户的咨询案例分析与数据挖掘工作没有得到应有重视。

4 智能咨询机器人对图书馆参考咨询服务的革新

有学者认为将来智能机器人馆员可以代替馆员，从事重复、繁重的图书及书架管理工作，和信息量较大的信息咨询工作，但是要让机器人能够像人一样工作，还具有相当大的挑战性[21]。美国罗德岛大学图书馆的副教授Bohyun Kim 也指出“参与图书馆用户信息搜寻活动的图书馆机器人需要更严格的指导方针。[22]”但是不可置否的是智能咨询机器人对于传统的参考咨询服务具有巨大的影响力，主要通过两个方面的发挥革新作用，一是智能咨询机器人具有丰富的知识库储备，其咨询专业性更强；二是智能机器人善于准确解读用户需求，可以使用自然语言处理、计算机检索、认知计算与人工智能等技术，准确分析用户信息问题背景、信息任务难度、用户先验知识程度与搜索阶段等，精准判断用户需求，提高信息服务的质量（图1）。

图1 智能咨询机器人对参考咨询服务的革新Fig.1 The impact of intelligent consulting robots on innovation of reference services

4.1 增强参考咨询服务的知识储备能力

智能咨询机器人不同于咨询馆员，不受个人知识面、经验和能力的限制，其知识储备能力和自我学习能力都没有上限。机器人的知识库是深度学习和数据挖掘的基础，拥有丰富的知识库就等于拥有知识渊博的大脑。目前机器人的知识库主要是通过语料库的方式扩充智能机器人的知识储备，具有自我学习能力的智能咨询机器人可以通过用户咨询过程不断充实语料库内容。智能咨询机器人不仅可以将图书馆专业知识数据库、图书馆的FAQ 资源等知识导入智能咨询机器人的语料库，还可以将互联网上的百科知识资源库、网络OA 数字资源库、专业学术门户网站、特色知识资源[9]等知识元数据导入知识库，从而增强咨询机器人的智能程度，拓展图书馆信息咨询服务的边界。

语料库建设初步完成后需要咨询馆员辅助维护，包括知识点的更新维护、类目编辑、词库管理、知识库管理与调用等[16]，帮助机器人语料库不断改进和充实，知识库的知识点之间建立更加完整详细的对应关系，进一步完善问题的关键词、同义词，以实现语料库的功能优化和智能机器人咨询准确率的提升。

智能机器人还可以借助计算机技术对图书馆的数据库进行深度挖掘和二次整理，按照用户的需要对数据库资源进行分类，构建关于数据库的数据库，从知识颗粒度、时效性、权威度等角度重新描述数据库资源，增加数据库信息资源之间的关联度，提高数据库资源的机器可读性，便于咨询机器人将用户需求与数据库服务有效对接起来。

4.2 深化参考咨询服务的用户分析水平

用户是参考咨询服务的对象，“以用户为中心”的服务理念是驱动参考咨询服务发展的源动力。做好用户需求与行为的分析，就是“用户中心”理念的最佳落实方法，智能咨询机器人可以在用户分析环节发挥重要作用，通过数据分析与挖掘技术，深度解析图书馆各种系统平台积累的用户数据，结合用户信息行为学理论知识，根据用户咨询问题关键词分析用户需求类型、用户行为阶段信息任务，从而建立更加全面深入的用户需求与行为分析数据系统，根据用户研究目的、研究阶段、研究内容颗粒度的不同，为用户提供不同的信息服务，使得用户的个性化需求得以满足。

智能机器人通过智能算法把用户的问题关键词、标准问题和问题标准答案相关联，从而实现机器人的自动应答，机器人系统实现理解用户问题到数据库调用答案的过程可分为3 个步骤：第一步是“从谈话到关键词”，机器人需要通过自然语言处理技术，进行切词、清洗、去噪等操作，以提取用户问题中的最具有代表性的关键词；第二步是“从关键词到问题”，机器人能够对用户的需求进行科学分析，要能够分析出用户需求的类型、性质以及关键词对应的问题级别，建立用户关键词与标准问题的对应关系；第三步是“从问题到答案”，通过计算机技术建立问题索引，实现标准问题与答案的之间的一一对应关系，根据用户需求与问题调出最优答案。机器人需要识别用户问题需求，对用户的问题语言做出语义解析并搜索到准确答案[23]。

智能机器人可以根据用户背景信息和咨询问题挖掘用户需求，细化用户需求层次，并且能够提出有针对性的服务产品。智能咨询机器人每接到一个用户的咨询请求，都可以从多方面对用户的背景和信息任务状态进行判断：判断用户的搜索和领域知识，评估用户搜索的能力；判断用户所需的科研任务特点，评估用户的学术目标、科研过程和任务难度；判断用户当前所处的搜索阶段及获取过程，评估用户当前搜索行为的不确定性。如此实现分层细分用户需求，提供有针对性的个性化服务产品，有助于实现以用户需求为驱动的信息服务策略，提供以用户行为为基础的信息服务方案，帮助深化参考咨询服务的用户分析能力，有助于帮助参考咨询服务向个性化、精准和全方位的方向转化。

4.3 自我完善深度学习，提高参考咨询的服务水平

智能咨询机器人不同于基于海量数据库、通过关键字搜索相关问题与答案的搜索引擎，其本质是人工智能，具备自主判断力，可以根据用户描述定位对应的回答方式及知识表达。智能咨询机器人与人工相比较的一个很大优势在于机器人具有不断学习与完善自我的能力。一方面，它通过深度学习技术、自然语言理解及用户数字轨迹分析，能掌握大量原始分析数据和资源，有助于更精准地理解用户意图、定位用户需求；另一方面，它具备完整的数据链路闭环，利用数据挖掘技术从对话记录中抽取用户高频词汇，生成更加真实的用户咨询问题，持续优化更契合用户真实诉求的知识库，丰富与完善答案知识库的内容，从而不断提升机器人的信息问题解决能力[16]。此外，智能咨询机器人不受时间和存储容量的限制，具有更好的亲和力和易用性，可以更加贴近用户的日常信息生活，可以嵌入多种平台，随时随地与用户开展聊天。智能咨询机器人可以成为咨询馆员处理用户问题的得力助手和绝佳后备队员，帮助优化参考咨询的服务模式，提升图书馆参考咨询的整体服务水平。

5 未来革新技术发展

智能咨询机器人作为未来图书馆参考咨询服务发展的重要形式，为了从知识库储备和用户需求分析两方面不断提升和拓展，需要与新兴的信息技术紧密结合起来，融合用户画像、数据分析、语义网与本体、智能硬件等技术，不断提高智能咨询机器人的智能程度与服务能力。

5.1 融合用户画像技术、识别用户需求

图书馆系统运用聚类、关联规则以及分类等数据挖掘方法，结合用户人口统计特征、兴趣偏好与数字化信息轨迹，绘制出图书馆的用户画像，可以较为深刻地描述读者用户的群体行为特征，为图书馆个性化信息服务、阅读推荐及需求判断等提供借鉴[24]。智能咨询机器人可以与用户画像技术结合起来，实现用户画像数据库与智能咨询机器人后台数据的有机结合。根据用户画像数据科学分类建立不同的用户群组，实现基于用户需求和行为规律的用户管理，提高智能咨询系统对用户的识别能力。提高机器人对用户问题背景、问题情境和信息任务的理解程度，在问题匹配前对用户需求进行分析，从而有效提高机器人咨询过程的关键词提取、问题识别匹配准确度，实现分群组的个性化智能用户参考咨询服务。

5.2 融合大、小数据分析技术、洞悉用户行为规律

图书馆大数据知识服务在收集和处理大数据的基础上，引入前沿的大数据处理技术深入挖掘海量数据资源，以此洞悉图书馆大数据背后潜藏的信息与知识，发现大数据的隐性知识和数字资源间的关联，从而协助图书馆用户快捷获取所需的知识与服务[25]。智能咨询机器人可以借鉴深度学习、神经网络、数据挖掘等大数据分析技术，提高机器人的数据解读能力，从海量数据中挖掘有用的信息，不断丰富知识库内部的各类知识储备，同时积累多种用户的信息需求分析经验，增强机器人的自我学习能力。

图书馆用户小数据是个体用户在使用图书资源、接受服务时产生的全方位的、全过程的用户表达和行为感知的所有可利用原始数据。用户小数据的核心数据是个体特征数据，由个体基本特征数据、社会关系特征数据、服务满意度评价数据和服务需求数据等用户信息数据组成[26]。将小数据分析技术与智能咨询机器人相结合，收集部分用户全时间全方位的个人数据，结合图书馆系统、社交媒体、门户网站等多维度的数据，实现对个体用户的全面深度理解，提高智能咨询机器人对用户信息问题的理解力、用户背景的洞察力和用户行为的解读力，从而提供全方位全流程嵌入式的智能咨询服务。

5.3 融合本体技术、增强知识储备软实力

智能机器人的知识库可以借助于本体技术予以提升。本体是特定领域知识结构的概念体系体系，反映了特定领域的通用观点及其明确的概念和概念间的关系，为知识组织和共享提供精确控制[27]。本体方法和技术可以为智能机器人的知识库提供底层的知识组织方法，在此基础上进行图书馆数字资源的语义聚合与关联，解决数字资源孤岛和资源超载问题，有利于提高机器人对图书馆数字资源的开发与利用，加深咨询机器人对数字资源的认知与理解能力。

通过在智能咨询机器人系统中引入通用本体与领域本体，可以增强智能咨询机器人的知识储备质量，提高知识的概念识别与关联能力，加深知识之间的规则解读与逻辑推理能力，使得智能咨询机器人不仅可以解答语料库中已有答案的问题，还可以根据本体内部关联生成新的问题答案。因此，将本体技术与智能咨询机器人技术相融合，可以优化和提升智能咨询机器人的知识库结构与储备，增强智能咨询机器人的信息问题解决能力。

5.4 融合智能硬件技术、实现智慧咨询服务

智能咨询机器人的发展无法离开智能硬件技术，《2018 年中国人工智能行业研究报告》 认为智能客服是通过智能机器人终端产品与客户进行语音或文本的互动交流，理解客户浅层业务需求，回复客户提出的业务咨询，并根据客户语音导航至指定业务模块，实现优化人工客服咨询效率[28]。WMU 的机器人项目的评估结果表明，智能参考咨询机器人的实体机器人形象对于其服务效果有一定的影响作用[29]。智能咨询机器人需要和智能硬件技术有机结合起来，融合物联网、语音识别、图形识别、GPRS 定位、传感器等技术，设计和研发智能咨询机器人的实体形象，增强机器人的外观趣味性和亲和力，实现在物理空间与用户无障碍互动交流的功能，提高智能咨询机器人服务的空间延展性和服务易用性。