论文人工智能和数字图书馆建设，本文是关于图书馆建设方面论文如何写和人工智能和数字图书馆和建设类参考文献格式范文.
孟庆宇
（南京图书馆,江苏 南京 210016）
[摘 要]人工智能通过智能型Agent应用、 智能算法应用和安全管理应用对数字图书馆产生了深远影响和推动作用.分析当前人工智能技术在数字图书馆中的应用还存在研究经费不足、 数据收集困难、 人才团队短缺以及人工智能思维缺失等问题, 从加强创新思维、 构建人机交互、 深化培养团队和提升创新领域与科技孵化4个方面展开了策略研究.
[关键词]人工智能 数字图书馆 智能机器人 智能算法
[分类号]G250.76
1 人工智能在数字图书馆中的应用
人工智能在上世纪70年代就已经被引入到图书馆的管理和服务当中, 并在数字图书馆的发展中取得了不错的成绩 [1] .人工智能在数字图书馆中的应用主要包括智能机器人、 智能检索算法以及安全管理应用等.
1.1 智能型Agent在数字图书馆中的应用
智能机械 Agent 和智能服务 Agent 是智能型Agent在图书馆中的两大主要应用点.其中, 智能机械机器人主要用于对图书的存取、 盘点和搬运,而智能服务Agent则可以用于对读者的参考咨询服务 [2] .日本早稻田大学构建的机械Agent能够通过读者选择的资源, 自动为读者运送资源到指定的区域.加州大学北岭分校则将Agent设置在扩建后的密集书库中, 该Agent系统可以自动进行图书的存取和搬运, 免除大量的人力资源消耗.东莞市图书馆通过RFID技术和条形码技术构建了仓储型智能机械Agent系统, 该系统可以为市民提供24小时的图书借还服务, 极大地方便了图书使用.
数字图书馆的智能服务Agent, 用于为用户提供各种智能化服务.该服务型Agent并不需要庞大的机械支撑, 只需要通过数据库的资源支撑, 即可有效解决图书馆的各种服务 [3] .清华大学图书馆设计的 “小图” 是一款参考咨询类智能服务Agent, 通过AIML语料库实现了人机交互, 并且该Agent有较强的学习和记忆能力, 能够解决读者咨询过程中的绝大多数问题.复旦大学则根据聊天系统的数据库支撑情况下设计出了智能问答Agent, 读者可以直接与Agent进行对话, 包括图书馆的引导、 知识推荐和各种应用服务, 智能服务Agent的侧重点是为读者提供各项专业服务.
1.2 智能算法在数字图书馆中的应用
智能算法是人工智能的核心部分, 在数字图书馆中的应用主要包括两个方面, 分别是智能检索服务和智能语义转换服务.数字图书馆的飞速发展使得资源呈现海量化、 多样化以及异构化的增长态势, 传统的检索服务将会造成效率低下、 准确率低的问题 [4] .智能检索技术由初级的支持向量机和线性判别分析等模型, 逐渐朝着深度神经网络的方向发展, 结合强化学习中的Agent模型和NLP分析等技术, 构建出的深度智能检索技术能够提升数字图书馆检索的资源利用率, 并提升检索的准确性.
个性化推荐系统能够根据用户的行为数据分析出用户感兴趣的内容和爱好, 再进行知识的识别和推荐, 通过推荐系统过滤掉无用的信息, 对用户的推荐更能符合用户的爱好.当前成熟的图书馆个性化推荐系统包括南开大学构建的PRrepresent系统以及纽约大学的个性化MyLibrary推荐系统.美国艾伦人工智能研究院构建的Semantic Scholar则通过机器学习的手段进行信息的筛选, 能够对文献检索的结果进行初步的理解, 以实现自动筛选关键词、 区分文章的核心内容和背景内容等功能, 该产品为数字图书馆通过智能检索算法提供稳定、 高效、 可靠的服务带来了全新的挑战和启迪.
智能算法在数字图书馆中的语义转换服务, 指的是将语义网络引入数字图书馆中, 通过机器学习算法将图书馆各类信息资源构建为机器可理解的语义数字图书馆.语义数字图书馆能够使数字媒体资源提供更优化、 智能化、 高质量的资源服务 [5] .在国外, 已经有较成型的语义数字图书馆系统, 欧盟研究的BRICKS框架, 加州大学伯克利分校通过数据挖掘设计出的社会语义系统SemanticDL等, 都是已经具有形态化的语义数字图书馆系统, 能够为读者提供有效的语义结构.我国的语义转化研究还停留在模型构建、 数据挖掘和数据分析阶段, 当前构建的原型系统效率较低, 准确率不高, 在语义转化的研究和语义系统模型的构建上, 还需要投入更多的人力和物力.
1.3 人工智能在数字图书馆中的安全管理应用
图书馆的日常服务包括座位管理、 借阅管理以及身份管理等需要进行安全管理的应用, 而人脸识别、 指纹识别等人工智能技术则可以进一步解决图书馆的安全管理 [6] .例如, 华南理工大学利用人工智能技术专门设计的人脸识别技术, 采集学生的人脸信息并与学生信息进行绑定, 经过绑定后的学生不再需要携带学生证明信息, 可以直接、 通过刷脸进出图书馆.引入的百度人脸自助借还机器, 通过百度提供的云识别服务, 可以将学生的人脸和校园卡绑定在一起, 从而使学生直接通过刷脸即可利用图书馆服务.
厦门大学图书馆通过人工智能技术构建的指纹识别系统, 学生只需要录入自己的指纹, 即可完成图书馆的进出以及图书的借还, 不但极大地方便了图书馆的服务, 还提升了服务的安全性.图书馆还可以通过统计指纹的数量进行大数据分析, 挖掘出学生在图书馆中的喜好.图书馆的安全管理是目前的研究热点, 借助人工智能提供的服务及算法, 图书馆方可以有效地进行安全管理, 还能够提升图书馆的管理效率.
另外, 人工智能还能够为数字图书馆的资源和服务给出一定的客观评价.在数字图书馆的资源购买和建设中, 人工智能提供的数据挖掘算法可以基于图书信息、 读者爱好以及图书等, 如北京大学图书馆利用交互式遗传算法构建了图书采购经费分配决策系统, 在该系统的支持下, 北京大学图书馆的资源采集达到了更优的效果, 可以更好地分配图书资源.在服务质量评价方面, 可以通过构建BP神经网络来建立服务质量评价系统, 并通过遗传算法进行优化, 动态地完成对图书馆服务质量的评价.然而, 图书馆资源建设和服务质量评价方面的人工智能应用还处于初级阶段, 只有少数的图书馆进行了原型的开发, 实际应用过程中的细节还需要进行认真的研究并给出相应的解决方案.
2 数字图书馆应用人工智能技术存在的问题
虽然人工智能在数字图书馆中已经有各个方面的应用, 但是绝大多数的应用还处在理论阶段,或多或少受到一些限制导致无法真正无障碍实施.
2.1 人工智能硬件设备研究经费不足
人工智能的研究和投入生产需要大量的硬件支持, 例如需要购买足够多的显卡来构建数据挖掘环境, 购买存储数据库来形成大数据环境 [7] .然而,图书馆一般属于公益性机构, 其资金来源主要依靠政府或学校的财政拨款, 在人工智能硬件为数字图书馆带来效益还不明朗的前提下, 财政拨款或与企业合作的难度都较大, 人工智能硬件设备的研究经费严重不足.图书馆的财政拨款一般都用于购买报纸、 期刊、 文献和会议论文, 以及构建图书馆管理系统和人员管理中, 只有极少数的图书馆能够将多余资金投放到人工智能硬件设备研究中.另外, 在图书馆的科研经费往往属于社会科学类经费, 虽然立项较为容易, 但是社会科学类的研究经费往往较低, 无法支撑对人工智能项目的研发和使用.因此, 为了解决数字图书馆研究中的人工智能硬件设备经费问题, 图书馆应该开辟新的筹资渠道以及合作途径, 以期获得更多的资源协助, 构建更完备的人工智能硬件服务平台.
2.2 大数据的收集和数据挖掘面临困境
人工智能应用于数字图书馆的首要目的是针对大数据进行数据挖掘, 为图书馆的各项服务提供智能化辅助.人工智能在数字图书馆中的应用基础, 是能够在特定领域中收集到大数据 [8] .实际上,在计算机网络与智能技术的飞速发展下, 图书馆面临的大数据将存在各种各样的类型, 各种异构型的数据对图书馆的数据收集和存储提出了较大的挑战.各种形式、 杂乱无章的数据使得数据内容难以理解, 并且无法获取, 所以需要图书馆构建更有意义的数据清洗和预处理服务.另外, 经过数据挖掘的大数据结果将会面临侵犯用户隐私的问题, 还需要图书馆建立用户隐私保护的相关规范, 在法律范围内为用户完成有意义的数据挖掘和分析.大数据采集的时机以及采集的能力、 与企业之间的合作、 数据采集后的挖掘形式、 内容和保护都是目前数字图书馆应用人工智能技术所面临的困境.
2.3 图书馆人工智能人才团队短缺
在国外成熟的数字图书馆应用人工智能的情况下, 绝大多数的成熟系统都是由馆外机构进行开发和维护的, 国内图书馆由于自身的限制, 无法培养出专业的智能化开发团队.专业人才的缺乏将会导致图书馆对人工智能的应用和开发受到阻碍,并且图书馆方只能被动地接受企业开发的系统, 无法结合自身构建具有特色的人工智能系统.另一方面, 图书馆的人才团队缺少系统化的智能技术培养, 无法应对图书馆智能服务的各项需求, 图书馆对人工智能系统开发的参与度不高, 没有机会构建与自身相契合的服务系统.一般来说, 图书馆中的人工智能人才团队专业度低于企业团队, 图书馆的工作团队只能在开源人工智能项目上进行一些初级的配置和使用, 远远达不到图书馆的智能化发展的需求.然而, 人才团队的培养并不是一朝一夕的事情, 如今的图书馆应该与各个企业进行深度合作, 参与到系统的开发中去, 才能更好地解决人才团队建设问题.
2.4 图书馆业务的人工智能思维缺失
在人工智能飞速发展的今天, 图书馆的各项业务发生了翻天覆地的变化, 人工智能的理念与图书馆的精神高度契合, 图书馆的业务人员目前还没有适应人工智能发展的方向和趋势, 思维的缺失导致图书馆应用人工智能系统的效率还不高, 对人工智能将会改变图书馆各项业务的认知还未达到.与互联网的思维不同, 人工智能关注的是人与物体之间、 物体与物体之间的关联和沟通, 需要图书馆的相关业务人员通过更深入的学习和了解, 才能理解人工智能应用到图书馆中的意义, 才能够发现人工智能对图书馆发展起到的推动作用 [9] .当图书馆的业务能够深刻理解并构架出人工智能思维模式, 就可以实现图书馆业务的智能化, 达到提升图书馆业务效率的目的.
3 人工智能推动数字图书馆发展的策略
数字图书馆朝着人工智能的快速发展, 技术的推动起到了关键作用.以下将从构建创新意识图书馆、 加强人机交互构建、 培养人工智能协作团队以及提升智能图书馆创新领域与科技孵化4个方面展开人工智能对数字图书馆发展的推动和趋势探讨.
3.1 形成具有创新思维的智能图书馆
“互联网+” 环境下使图书馆提供的服务更加便捷, 从而实现具有开放和融合属性的泛在图书馆系统.数字图书馆可以为各种不同的用户提供开放、便捷的服务, 构建出泛在知识环境, 并利用该环境完成图书馆的系统构成.互联网带来的海量知识信息的冲击, 使得读者不但不能够按照自己的需求获取相应资源, 并且过剩的冗余资源会进一步影响读者的判断和学习.图书馆可以通过人工智能的方式构建信息管理系统, 经过智能算法挖掘后的信息知识转化规律, 自动为读者提供感兴趣的信息和知识, 读者不再需要面对海量的冗余信息.因此,构建智能图书馆的首要任务是结合人工智能发展具有创新意识的思维.在创新思维的引导下, 图书馆可以依托人工智能平台, 从海量的、 杂乱无章的信息中提取出有意义的知识, 并且还能够构建具有逻辑思考能力的机器学习方法, 将各种类型的知识片段连接起来, 进行分析和挖掘, 为读者提供具有决策意义的知识依据, 以及快速解决读者的个性化需求.
3.2 加强人机交互在智能图书馆构建中的应用
人工智能在图书馆构建中的另一个应用则是机器人的应用, 如今成熟的人工智能必将会给机器人的能力水平带来大大的提升, 在某些特殊的领域中, 机器人的工作水准将超越人类.在人工智能技术的基础上构建具有人机交互功能的机器人, 让机器人能够代类完成一些繁琐、 重复性的工作.当机器人能够帮助人类完成一些重复性劳动时, 图书馆将可以节约出大量的人力, 为图书馆带来更多的创造性价值.从繁重、 重复工作中解放出来的劳动力可以促进图书馆的人文精神社区建设.人文精神的建设需要图书馆员耗费更多的时间, 开展各种活动与读者进行交流和沟通, 才能够让用户获得更加人性化的智能服务.如今, 图书馆可以通过加强人机交互能力, 最终形成以图书馆员为主导力量, 具有人机交互能力的机器人为辅助力量智能图书馆.
3.3 深入培养具有人工智能协作能力的图书馆团队
人工智能的飞速发展, 要求图书馆深入培养具有人工智能协作能力的图书馆团队.图书馆员应具有数据素养、 创新知识学习等能力.人工智能的发展离不开各种结构化和非结构化的数据, 而图书馆员团队大多缺乏数据素养.在智能图书馆中, 图书馆员应能掌握、 收集、 处理和分析数据, 并利用数据挖掘工具挖掘出有意义的知识, 为图书馆读者提供决策解决方案.实际上图书馆作为区域的信息服务中心, 图书馆员应能团队还应该具有基本的人机交互能力, 能够挖掘出各个层次用户的潜在需求.在创新能力的学习上, 图书馆员应该重视知识创新能力, 完成各项人工智能协作任务.例如, 可以通过数据挖掘形成的用户需求画像来丰富知识表达方式, 通过拓宽知识图谱的界限, 来表达出更有具象性的服务体验度和感知能力.图书馆员及时了解和学习新的人工智能的工具与服务子系统,在工作中能够合理地运用各项人工智能工具, 朝着不易替代和复制的复合型人才的方向发展.
3.4 提升智能图书馆创新与科技孵化能力
如今, 随着人工智能硬件设备及算法的价值越来越高, 受资金限制的数字图书馆将会面临较大的资金问题.为了解决资金的问题, 图书馆应该朝着创新领域方向发展, 并与企业等媒介合作构建科技孵化, 提升专业知识技能.在智能图书馆的创新领域发展上, 首先应该重视计算机视觉、 自然语言处理以及生物特征识别等当前研究热点, 通过对研究热点的推动性研究进展获得一定的资金资助, 从而构建出更好的软硬件开发平台.另外, 图书馆方还可以与企业联合开发基于人工智能技术的创新型平台, 充分利用数字图书馆中的文献及书籍知识优势, 构建更为系统性、 专业性的大数据分析平台, 最终对图书馆的知识进行数据挖掘.智能图书馆还可以构建云服务平台, 面向音频、 图像和视频数据进行机器学习和数据挖掘, 为社会机构提供专业的基础性公共服务.在构建科技孵化项目上, 图书馆方可以依托于公共服务平台, 通过与企业合作投资的方式引入创新创意资源, 为读者提供各种专业的人工智能服务.另外, 凭借图书馆的公共属性, 还能实现人工智能向其他领域的扩展, 构建出学术探讨以及智库支撑等全方面的知识服务.
4 结语
图书馆信息服务与人工智能的深度融合在数字图书馆中取得了一定的成功, 但是也存在着发展的瓶颈.为了促进二者的优势互补, 解决当前存在的问题, 运用人工智能推动数字图书馆的发展, 在今后数字图书馆还应进行各种有意义、 有创意的积极探索, 加强个性化的智能需求发展, 满足读者各种个性化的需求, 借助于人工智能技术, 构建出更智能、 更便捷、 更有发展潜力的数字图书馆生态圈.
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参考文献：
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