基于元宇宙视域的智慧图书馆服务模式分析

韩旭

(厦门市图书馆 福建厦门 361000)

当前互联网热议话题之一无疑是元宇宙，随着数字孪生、人工智能、AR/VR/MR等现实理论与技术的持续突破，元宇宙从梦想照进现实，成为互联网炙手可热的研究课题。从智慧图书馆发展历程得知，物理空间、用户个体与虚拟空间合一会成为未来智慧图书馆服务与资源的主要倾向点，只有实现三方同步融合与互联才能更好地推动智慧图书馆建设。元宇宙所具有的物理持久性、共享性、感知性等特征可成为探究智慧图书馆服务模式切入点，所以，探究元宇宙与智慧图书馆融合结构体系对推动智慧图书馆服务模式改进及发展有着重要现实意义。

1 元宇宙概述

在当今语境下，元宇宙内涵也逐渐超越小说《雪崩》中作者描写的元宇宙范畴，已朝着多领域延伸并成为数字经济产业链与创新的驱动力，为人类社会转向数字化提供新方向。

相关研究者认为元宇宙共有以下特征。

（1）身份。创造不受任何限制的自由虚拟形象，为现实世界用户的另一种全新人生。（2）朋友。用户通过社交网络实现跨时空多维度社交。（3）随地。用户可不受时空限制随时出入。（4）沉浸感。虚拟与现实世界的无缝隙连接。（5）多元化。跨越现世界的多元与自由。（6）经济。用户创造的原生态内容成为与现实世界经济紧密联系。（7）低延迟。运用边缘计算与5G 等技术消除虚拟世界的失真感。（8）文明。元宇宙最终发展方向即创建文明体系。

从事元宇宙设计的相关企业从以下层次划分元宇宙市场价值链：体验—发现—创作者经济—空间计算—去中心化—人机交互—基础设施。上述价值链包括从初期基于用户端获取体验，再经历对该科技体验。在创作者支撑及去中心化基础上构建未来元宇宙。所谓元宇宙即构建虚拟空间，该空间因具有较强的持续性，所以保持对现实世界感知。在此之中树立共建共享思想价值观，并将大数据、人工智能、区块链、3D 引擎、VR/AR、5G 等技术融入其中，形成集数字资产、市场、货币、创造、消费等众多因素涵盖其中的新经济模式。

2 元宇宙智慧图书馆技术方向

2.1 全新VR图书馆虚拟环境

图书馆领域从Second Life UI 已尝试对虚拟世界中图书馆形象进行设想，期望未来图书馆集数字图书馆、纸质图书馆、虚拟图书馆等多种形态于一体，因此，虚拟现实技术是实现元宇宙图书馆的基础技术[2]。VR图书馆运用3D数字化与VR人机交互等技术方式为读者打造真实情境，使读者产生身临其境之感，以第一人称全方位查看图书馆馆藏、环境及高科技设施。对VR图书馆而言，未来要突破的问题即浏览与检索中的智能化操作载体与三维可视化等问题，以及运用VR提取和处理图书采访、编目、分类、流通、典藏等基本流程场景信息。与此同时，还可借助VR集成多学科研究与技术成果，读者运用计算机VR技术访问、检索、浏览图书馆全部资源，甚至还可运用数字化网络技术控制超时空模拟场景。基于信息传播学层面分析，VR图书馆属于高级感知传感信息服务类型，智慧图书馆在未来发展中需广泛深入探究元宇宙VR 技术及其应用于多个服务场景的实践。

2.2 数字孪生技术

近年来，互联网领域广泛关注数字孪生技术，甚至将该技术列为战略性技术趋势。一些研究者认为，数字孪生技术广泛应用于绿色图书馆建设、图书馆设施健康管理、在线学习支持服务、用户画像及评估、创客空间建设、提升用户信息素养及再现图书馆文化遗产等方面[3]。也有研究者认为，数字孪生图书馆包括数字孪生模型、图书馆物理实体、图书馆孪生大数据及数字孪生服务体系等要素，具有虚实融合、实时全要素映射、由实入虚、以虚控实、软件定义、孪生大数据驱动、全域智能干预与管理等显著特征[4]。如果说元宇宙是由不同系统与信息组成的复杂化网络，那么数字孪生技术则是该元宇宙视域下的核心技术，通过数字孪生技术构建面向数字读者与虚拟环境的知识服务引擎，满足元宇宙原始群体对图书馆服务转型升级需求。

2.3 人工智能与虚拟环境下学习支持

当前图书馆广泛应用人工智能技术，涉及智能导览、客服咨询、图书分拣、智能芯片RFID等智能硬件等方面。相关研究者指出，图书馆因人工智能技术引入实现智慧图书馆系统管理分析、智慧检索、数字资源整合等。与此同时，人工智能技术也广泛应用于图书馆资源采购与订阅，例如：美国学术图书馆运用AI 技术专家选书系统实现高效选书与订购并与图书馆管理集成系统相结合，高效完成图书采购、编目、跟踪、付款及发货等业务。随着自然语言处理技术快速发展，根据自然通信语言开发的图书馆行业软件系统得到利用，人工智能技术越来越多地出现在智能学科服务（文献综述、科技查新、学科发展态势预测）、文献自动标引等场景中。自然语言处理、人工智能与元宇宙环境是消除人际沟通交流障碍的重要技术，也是为读者提供虚拟环境支持下的学习技术，所以，图书馆需与多方广泛融合强化对相关理论与应用探究。

3 图书馆元宇宙体系架构

元宇宙发展的第二个阶段即基于元宇宙概念的智慧图书馆，该阶段是在真实互联网下赋能于现实工业与生活，能使人们工作与生活发生改变方式。一般元宇宙智慧图书馆平台体系结构有以下层级。

3.1 物理层

图书馆元宇宙基础组成即物理层，该层次由感知设备与数字化设施构成，数据产生、存储、分析、应用均与物理层有着紧密联系。在感知设备方面，即工作人员运用RFID、移动终端、摄像头、传感器、GPS 定位器等设备高效率识别分析图书馆不同层面事物，构建图书馆元宇宙信息与数据也可通过感知设备获取。在数字化设施层面则以云化架构、云计算中心、边缘计算中心、5G、AioT 等电子设备为主。尤其蓬勃发展的5G技术负责打通图书馆元宇宙通信渠道，为图书馆实时传输海量数据。边缘计算中心与云计算负责为大量数据处理提供充足算力，结合智慧图书馆业务场景设计符合图书馆云宇宙特征运化结构。AioT在云端与边缘存储从物联网收集而来以及该网络环境中产生的多维度数据，旨在智慧图书馆数据智联化[5]。

3.2 软件层

软件层功能即对从物理层获取的数据展开加工与处理分析，基于物理层结构和功能建构图书馆元宇宙基础设施，作为引擎驱动器引领整个图书馆元宇宙运作[6]。软件层包括应用与系统软件子层级，其中应用软件包括同步拟真、即时通信、3D 模型、EOP（生态运营平台）、环境传感等众多软件。该软件即负责开发图书馆元宇宙并实现相关特定功能，尤其物理层与现实应用场景连接的重要方式即合理应用软件。

3.3 数据层

数据层由数字模型、数字孪生、各类数据中心、数联网等不同功能模块，该层次可高效处理数据互通互联问题，实现数据存储、传递、管理、集成等多项目标，以强有力数据支撑数据图书馆正常运行。数联网即通过深度学习、数据挖掘、神经网络等技术与算法等明确智慧图书馆物理空间潜在联系，进而有效改善智慧图书馆物理空间[7]。数字孪生即对智慧图书馆实时数据、图书馆实体外部环境及历史状态进行动态复刻，由此构建智慧图书馆与现实图书馆相契合的数字孪生体，为智慧图书馆提供更为精细化的管理服务。数字资产交易底层平台即数字资产中心，运用区块链技术以数字化形式呈现资产，针对虚拟电子形式的各类非货币性资产数据实施统筹管理。数据中心负责存储与汇集图书馆元宇宙海量数据，以原始要素服务于数据应用。

4 基于元宇宙视域下智慧图书馆服务模式

4.1 沉浸式智慧图书馆服务体验

智慧图书馆服务未来发展核心特征即沉浸式体验，用户在图书馆元宇宙中沉浸于虚拟世界中并感受其智慧交互、拓展现实、全息通信、感官互联等多等服务[8]。图书馆元宇宙与用户间的桥梁为沉浸式交互设备，该设备不仅能为用户提供顺畅、真实且持久的交互体验，更能让用户持续感知真实世界，充分满足用户对虚实融合下的图书馆智慧服务需求。与此同时，图书馆元宇宙需从多层面连接现实与虚拟世界，并非简单复制现实生活，集多元素于一体且形态成熟的图书馆元宇宙的逼真程度远远大于现实生活，此时凸显空间感知、数字孪生、数字替身、手势识别、动作捕捉等人机交互技术的蓬勃发展重要性。

4.2 联通融合在线智能学习空间

图书馆元宇宙通过将学校教育空间、图书馆物理空间、个人学习空间相连接打造时空融合的在线智能学习空间，最大现代满足用户个性化知识需求。与此同时，各类数字学习资源在图书馆元宇宙中得到汇聚与连接，有效缩短知识生产、传播及运用时空距离，更改变传统模式下教师教学与学生学习方式，打造去中心化、民主开放且多元融合的新型学习模式。用户图书馆元宇宙中可根据自身学习需求体验不同情景学习活动，还可自主延展伸缩学习空间，在持续反思中建构知识体系，生成智慧。

4.3 开放化信息资源创造能力

图书馆元宇宙在专业生产内容方面对多模态信息资源实施融合、聚类及重组，并运用数字孪生技术建构立体化图书馆信息资源体系。在用户生成内容层面，用户在图书馆元宇宙中借助大量信息资源阅读学习，激发学习兴趣，积累知识资源，经发布课程信息、科研资源、文献资料、建议观点等个性化行为实现UGC 功能。UGC 创作门槛会因用户应用AI 工具能力提升而大幅度降低，UGC 内容质量及相关资源数量也会因此得到有效提升。用户在UGC 功能驱动下满足自我表达与实现需求，强化用户图书馆元宇宙建设参与感，为图书馆元宇宙蓬勃发展注入能量。

4.4 立体化用户社交网络体系

社交网络因元宇宙出现从2.0 时代跨越至3.0 时代，社交网络体系更从扁平化社交转至沉浸式、多维度及立体化社交。和现实图书馆相比，图书馆元宇宙所构建的场所更加丰富，该虚拟场景集休闲、娱乐、社交、办公、学习等于一体，用户在虚拟与现实场景中可根据自身需求选取交互对象及交流方式，打造虚实融合、去中心化的且多层次的社交网状结构，图书馆元宇宙与用户、用户间可实现非线性互动。用户不仅会在此互动交流中生成大量信息，与用户社交网络有关的还有音视频内容、学术文献资源、虚拟经济体系、办公与会议系统、游戏活动等海量信息组成元素。

4.5 稳定安全的经济运行系统

元宇宙附带的经济体系与货币均为自带形式，一般以统一货币形式确定其所创造的活动价值与工作服务内容。元宇宙虚拟数字化资源确认、权益保护、管理、使用等均需要非同质化代币或非同质化权益作为技术支持[9]。同时，图书馆元宇宙不仅构建不同于实体图书馆且具有自身个性特征的经济系统，采取区块链技术开发去中心化内部流通货币，用户在图书馆元宇宙中不仅可运用该货币消费，还可经相应比例将内部流通货币置换为可应用于现实生活的法定货币。毫无疑问，图书馆元宇宙发展前进不可缺少的驱动力即安全稳定的经济系统，该环境下的虚拟经济在一定程度上补充实体经济，不会取代或破坏实体实体，还会在虚拟环境下活跃实体经济，进一步规范化管理和衍生利用虚拟数字资源。

5 图书馆元宇宙建设面临问题

智慧图书馆数字化转型的终极形态则是图书馆元宇宙，该模式与数字图书馆相比具有显著的可视化与具象化特征[10]。元宇宙为新兴探究领域，其相关产业面临较多的不稳定性，如果要想在智慧图书馆中广泛应用元宇宙，就需更新思想观念、创新技术，由浅至深健康有序发展。当前图书馆元宇宙建设面临以下问题。

5.1 应用技术层面

目前图书馆元宇宙发展最大瓶颈无疑是技术局限性，大数据、人工智能、区块链、AR/VR等底层技术和图书馆元宇宙实际应用需求存在差距较大。与此同时，图书馆元宇宙涉及多人在线、可编辑世界、VR/AR 入口、开放式任务、数据经济系统、现实场景映射、去中心化认证、社交系统等多要素，正因如此使其在实际运行中对算力提出的要求较高，故而低成本算力资源与持续稳定算法为图书馆元宇宙实现纵深发展驱动力。

5.2 知识产权层面

元宇宙面临的主要问题之一即知识产权，UGC 确权与追责因区块链技术降低难度，然而却无法对谁是UGC 初始创作者进行判断，产品著作权与交易体制因此产生分离。图书馆元宇宙是集众多因素的共享空间，该世界的创作者可以是每位用户，大量UGC 产品因此产生，需要明晰的明权规则约束多人或独立协作的UGC产品。与此同时，很多来自元宇宙的UGC产品可被用户应用于现实生活，或来自改编于对应现实世界实体，上述应用和改编均跨越虚实边界，较易引发知识产权纠纷，加大产权管理难度。

5.3 标准法规层面

规则与协议的制定有利于实现图书馆元宇宙与其他不同元宇宙生态系统连接。引领参与图书馆元宇宙建设科技企业间开展标准化合作并在此基础上建立统一化的硬件、软件、技术、内容、服务等行业标准体系。此外还需充分思考该如何妥善解决与有效防止图书馆元宇宙发展中产生的资源垄断、数据安全、监管审查、经济风险等一系列法律问题，所以需强化数字科学领域法律建设以及广泛研究适用于图书馆元宇宙的法律、法规与制度。

5.4 隐私保护层面

用户在图书馆元宇宙中产生沉浸式交互体验感，故而需要大量且全面收集用户社会关系、身份属性、运动路径、人际交互、所在场景、脑波模式、情感状态、生理活动、生理特征等个人信息，再挖掘用户个人信息数据并进行实时同步，有效满足图书馆元宇宙正常运转中对低层提出的数据资源需求。如上述用户个人信息被滥用或泄露则会对用户在现实中的生活造成严重影响，所以需要对用户个人信息数据安全实施强化管理，避免出现信息滥用、泄露、丢失、篡改现象，仅能通过授权合法合规使用用户个人信息数据。

6 结语

总之，元宇宙是近年刚兴起的研究领域，其内容供给、技术水平、用户体验等和其他领域相比处于初级阶段。蓬勃发展的科学技术以及人类思想理念更新，元宇宙以数字网络形式融入人们工作和生活，更改变很多领域运作与组织模式。智慧图书馆也不例外，元宇宙的出现使智慧图书馆朝着虚实结合服务层面转变，提升图书馆智慧服务水平。曾有人提到，如果有天堂，那必然是图书馆，处于元宇宙视域下的智慧图书馆为读者构建宁静自由空间，使人们在虚拟与现实共存的空间中恣意遐想，和美共生，成为寄托心灵精神家园。