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高校图书馆智能机器人的应用路径探究

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2018年4月 晋图学刊 Apr.,2018 2018年第2期(总第165期) ·Shanxi Libra ̄Journal No.2,2018(Issue No.165) 信息技术· 高校图书馆智能机器人的应用路径探究 李文清 (山西财经大学信息管理学院,山西太原030006) 摘 要:在简述国内外图书馆智能机器人应用现状的基础上,针对当前国内外高校图书馆智能机器人技 术应用的现状进行分析,论述了其优势、障碍和应用建议,针对性地提出了解决措施。结合以往学者的研究 经验,主要采用文献研究和分析的方法,对学者观点进行梳理与归纳。在此基础上,采用流程图法直观阐述 高校图书馆智能机器人的工作原理。高校图书馆智能机器人的建设是一项系统工程,机器人馆员是实现智 慧图书馆的具体方式,是促进图书馆自动化智能化的保证,对改变传统图书馆服务模式,提升服务质量具有 重大的意义。 关键词:图书馆;智能机器人;机器人馆员;智慧图书馆 中图分类号:G250.7 0 引言 文献标识码:A 文章编号:1004—1680(2018)02—0011—06 中,机器人馆员必将发挥巨大作用。 1 国内外图书馆机器人应用现状 随着科学技术的蓬勃发展,计算机技术、人工智 能、通讯技术及网络技术为机器人技术的发展提供 了强有力的技术支撑。现如今,智能机器人技术已 经趋近成熟,它可以为人类提供高效率、高准确度、 高精度的作业,在服务业、生物医药、汽车制造、新能 源以及航空航天产业中应用广泛,并以强有力的冲 击力向更为广泛的领域拓展 。 智能机器人涉及到了许多交叉学科,产生于计 算机技术和人工智能技术的基础之上。图书馆的智 能化发展势必会引入智能机器人馆员,以智能机器 高校图书馆作为社会文化产业的重要组成部 分,与现在服务业息息相关。现代科学技术的进步 人为代表的机器人馆员可以代替传统图书馆员,开 展多项工作。近年来,对机器人馆员的研究已经成 为许多领域关注的热点,国内外的学者和机构对机 器人馆员的研究取得了初步的成果,并且有一些应 和智能机器人的应用对高校图书馆的发展也产生了 重大的影响。图书馆丰富的纸质资料如藏书、文献 和期刊等不断扩充,同时电子版馆藏的发展使得作 为信息、图书、文献存储中心的高校图书馆面临着巨 大压力 。 用成功的案例 。 1.1 自助图书馆 自助图书馆简单说是一台自助图书馆服务机, 包含小型机柜、书架、电脑操作台等硬件设备。可以 实现自助借书、自助还书、申办新证、预借服务和查 询服务等 。这种自助图书馆类似于银行的自动 取款机,图书的借阅与查看需要读者个人完成,不需 要任何人工服务。与传统模式的图书馆相比,自助 图书馆可以实现无人工服务的24小时自助服务工 然而目前大部分高校图书馆的馆员仍然采用人 工的方式进行日常图书馆的管理,不仅耗费大量的 人力,而且工作效率和质量已经无法适应馆藏激增。 因此,为减轻高校图书馆员过高的劳动强度和工作 效率低下的问题,将智能机器人应用于高校图书馆 的日常管理和学生服务中已经成为当前图书馆研究 的热门问题 。这既迎合了高校图书馆向智能化、 作,既可以减少劳动力的人力成本,还可以为广大读 信息化发展的趋势,也可以减轻传统人工图书馆员 重复性的繁琐劳动,提高高校图书馆的服务质量和 工作效率。在未来的高校图书馆管理和服务工作 者提供便利的借阅条件。但因为自助图书馆采用箱 式存取结构,受到了机柜空间较小的,存储的书 籍十分有限,因此是一种智能化程度较低的图书馆 机器人馆员。 11 2018年4月 2018年第2期(总第165期) 晋图学刊 Apt.,2018 Shanxi Library JoumM No.2,2018(Issue No.165) 此类图书馆在国内已有应用,比如首都图书馆 北门的自助图书馆。此外,早在2008年,深圳第一 批引入自助图书馆设备,截至2010年11月,已经上 升至141台自助图书馆。并还将陆续引入三亚、珠 取中心的概念。美国芝加哥大学的曼索托图书馆每 年新增书籍约为l5万册,基于自动化立体书库的思 想,目前采用了一种先进的机器人堆叠书库管理系 统,采用按书籍尺寸装箱贮存 J,能收藏350万册书 籍,而占地面积仅为常规书库的七分之一。设计这 一海和昆明等其他城市。 1.2 自动化立体书库机器人 系统的德马泰克公司,为芝加哥大学图书馆设计 了一个拥有五层占地面积的地下藏书库,由五个机 传统图书馆书库存在着占地面积大、存取书籍 器人升降机来操作,全部采用最先进的自动化管理 耗时长、人工劳动效率低、人力成本高、盘点准确率 低等种种问题。自动化立体书库是可以实现自动存 取和书籍管理的一种新型的现代化书库。自动化立 体书库是在自动化立体仓库的基础上提出的。自动 化立体仓库,也称为自动化立体仓储,是在物流仓储 中出现的新兴概念 。 自动化立体书库主要是由书库的书架、巷道式 堆垛起重机、入(出)书库工作台和自动运进(出)书 籍及操作控制系统组成。书库的书架是由钢筋混凝 土或者金属混合物组合而成,书架内的尺寸可以根 据需求定制,为书籍提供标准的书位空间,巷道堆垛 起重机穿行于书架之问的巷道中,完成存书、取书的 工作。操作系统主要采用计算机条形码技术完成。 采用高端的计算机技术和管理技术,可以使得自动 化立体书库的功能得到最大限度的发挥。通过自动 化立体书库可以实现图书馆藏书的高层合理化、存 取自动化以及操作简便化,可为高校图书馆提供存 书、取书的自动化解决方案。 与工业机器人的应用十分类似,这类自动立体 书库机器人可以提高空间利用率,减少藏书的仓储 用地,节省土地投资成本;便于形成先进的存取书系 统,提高高校图书馆管理和服务水平;可以提高学生 存取书籍的速度以及准确度,提高效率;自动化立体 书库在一定程度上也可以减轻图书馆馆员的劳动强 度并且改善高校图书馆的工作环境;便于实现整个 图书馆的系统化和整体化。但是,这种自动化立体 书库还存在一定的缺陷,比如当自动化系统发生故 障时,需要关闭书库进行重启,届时学生将无法借阅 图书。 由于自动化立体书库和配套的系统造价昂贵, 国内高校图书馆还没有使用该设备,部分国外发达 地区的高校和地方图书馆已经成功地引入该设备。 例如,英国国家图书馆现今已经将馆藏的部分书籍 放人了高科技藏书库,由机器人代替人力,实现保 管、存取、检索和查阅等智能化的服务功能。在美 国,犹他州维拉德麦若特图书馆提出过图书自动存 1 2 系统,完全取代了人力,提高了图书馆日常管理的效 率。 1.3 咨询及决策参考机器人 传统的人工咨询服务形式由于图书馆咨询服务 人员有限以及非工作日和国家法定节假日的影响, 已经远远无法满足高校图书馆的咨询服务需求。于 是,结合人工智能技术,应用基于自动化服务的图书 馆参考咨询机器人正在成为一种新的发展方向。 目前咨询及决策参考机器人主要分为三类,即 即时通讯(IM)软件、数字参考咨询软件和用户定制 软件 。IM软件能够及时发送和接受互联网消息, 已经发展成为集交流、咨询、娱乐和办公等综合化的 信息平台,由于使用门槛低、交流形式多样、使用方 便和成本较低等特点,在图书馆领域也得到了重视 和运用。 国内具有代表性的包括清华大学图书馆的“小 图”和上海交通大学的“小交” ,可以为广大师生 提供咨询服务和参考决策¨ 。主要功能还包括自 我学习和聊天气、聊时事、查快递等日常功能模块。 国外以德国汉堡市公共图书馆的虚拟聊天机器人 “Ina”为代表。 1.4 图书搬运机器人 自动导引运输车(Automated Guided Vehicle, AGV)”即:Automated Guided Vehicle简称AGV,当 前最常见的应用如:AGV智能搬运机器人或AGV 小车,主要功用集中在自动物流搬转运,AGV智能 搬运机器人是通过特殊地标导航自动将物品运输至 指定地点,最常见的引导方式为磁条引导,激光引 导,射频识别(RFID)引导等。 图书搬运机器人是AGV的一种。AGV当前最 常见的应用包括AGV搬运机器人和AGV小车。 AGV图书搬运机器人可以通过特殊地标的引导,自 动将书籍运输至指定地点,最常见的引导方式有磁 条引导、激光引导和RFID引导等。其中RFID引导 2018年4月 晋图学刊 Apr.,2018 2018年第2期(总第165期) Shanxi Library Journal No.2,2018(Issue No.165) 是目前最为广泛的应用。其成本适中、引导精度高、 环境适应性强和性能稳定也是其他两种常用导航方 式不具备的… 。 与成本高昂的自动化立体书库相比,图书搬运 大仙林校区杜厦图书馆外文阅览室,已经出现AGV 图书搬运机器人。据笔者了解,这套图书馆智能管 理系统于2015年10月研发成功,申请了十几项国 家专利。截至2016年1月,AGV自动搬运机器人 已在南大图书馆试运行三个月,状态良好,并吸引了 国内十几家高校图书馆前来参观¨ 。 2图书馆智能机器人的优势 机器人可以在不改变图书馆原有书库结构的前提 下,自动完成一些书籍的搬运、存储和查找工作,可 以减少图书馆员工作的重复性。其组成结构简单, 工作效率高,因此在欧美许多大型图书馆都已经建 成其各具特色的AGV图书搬运机器人。例如,德国 洪堡大学图书馆AGV图书搬运机器人,通过金属感 图书馆智能机器人的构成包括终端用户、基础 设施层和技术支撑层(其中包括机器人馆员、云计 算和大数据、系统操作技术、核心硬件技术和应用软 件技术),通过信息处理平台,实现应用服务层中实 时咨询、高效藏书和社会化服务的职能(见图1)。 应条可以为不同阅读区提供书籍传阅;日本大阪市 立大学图书馆的AGV机器人由地下磁导引线实现 图书收纳。国内目前也积极应用这项技术,例如南 Fig.1 Workflow of library intelligent robot 图1 图书馆智能机器人工作流程 2.1 实现实时咨询服务 版量的激增,导致引进新图书时需要耗时耗力移动 在高校图书馆中,实时咨询服务工作是高校图 书馆参考咨询工作的主要组成部分。在这个信息爆 炸的时代,信息资源数量庞大。由于高校图书馆馆 员人数有限、专业参考咨询人才匮乏和工作时问的 束缚,参考咨询工作很难满足高校师生的需求。 图书馆智能机器人的出现,就使得这些问题迎 刃而解。智能机器人的参考咨询服务工作不存在时 间,可以二十四小时满足广大师生的参考咨询 需求。同时,智能机器人可以实现像人脑一样的思 考,为读者提供更加便捷的服务¨ 。 2.2实现高效藏书管理 书架,通过移架、倒架来完成图书的整理工作,在一 定程度上增加了图书馆馆员的工作量和工作强度。 在国内,华南理工大学申报了《高校图书馆虚 拟排架系统的设计与实现》课题_l ,该项目以JAVA 平台上开发,利用主流的企业级应用框架Struts、 Sp6ng和Hibernate,采用分层架构模式,利用计算机 强大的计算能力,对图书排架情况通过计算和处理 后,按照指定的排架方式展示出来,以达到模拟排 架、定位图书、智能查找的功能。这样的智能排架机 器人可以提高图书馆的工作效率,减少无谓的体力 劳动,使得图书馆在书架的排布上更加合理化、科学 化。 传统高校图书馆员的基本工作就是对馆藏书架 的整理,现在大部分图书馆仍旧通过传统的工作经 验来完成对书籍的上架处理。但由于近几年图书出 2.3培养虚拟图书馆员 随着社会的发展和信息的日新月异,图书馆用 l3 2018年4月 晋图学刊 Apr.,2018 2018年第2期(总第165期) Shanxi Library Journal No.2,2018(Issue No.165) 户的需求正在向智能化、精准化和个性化方向发展, 这给高校图书馆现有的传统工作带来了挑战和危 机。高校图书馆应该正视挑战,把握机遇,充分发挥 虚拟图书馆员的巨大作用,协助传统图书馆员的工 作。 失等问题。因此,也给图书馆馆员增加了工作难度。 高校图书馆机器人应用在一定程度上改善了传统图 书馆存在的问题,但目前我国高校图书馆智能机器 人的应用多停留在智能搬运机器人的阶段,在智能 决策、智能服务、智能检索等方面均有待加强,因此 需要更加智能化、自动化的机器人应用到高校图书 馆工作中,帮助高校图书馆完成更加专业、精准的工 作 在信息检索、信息咨询及决策服务的同时,利用 虚拟图书馆员建立SQL数据库,方便不同用户查找 和利用信息。还可以为其提供个性化服务,比如提 供不同学科、不同专业的师生筛选并推送该学科或 专业的有效信息资源,便于高校师生及时把握本专 业的前沿知识;为目标用户提供合适的书刊、文献 等;虚拟图书馆馆员不仅仅可以解决传统图书馆员 人员不足和专业知识匮乏的问题,还可以为高校师 生提供更加高效的参考咨询服务,从而提高高校图 书馆的学科服务能力。 2.4 实现高校社会化 基于计算机技术和人工智能技术的图书馆智能 机器人不再是简单的自动化机器,而是更具人性化 的机器人 。未来的图书馆机器人不再单--N务 图书馆,它将向着教育教学、社会公益服务、网络服 务和社交媒介等社会化服务扩展。 图书馆智能机器人可以顺利完成信息咨询、信 息服务、信息检索、图书借阅和在线聊天等功能,在 不久的将来还可能会实现读者在线课程教育培训等 新兴功能,可以打破高校传统的教学模式,改变传统 课堂的枯燥氛围,丰富教学资源,拓展教学手段,为 社会提供高校的优质教育资源和文化资源。可以预 见,随着大数据、机器人学习、人机交互等技术的发 展,高校图书馆将为社会提供海量的知识信息,为社 会提供更多的教育文化资源。 3 高校图书馆应用智能机器人的障碍 3.1 智能化和自动化程度较低 虽然我国在人机交互和智能机器人等相关领域 的研究已经深入各行各业,但应用在图书馆方面的 智能机器人技术寥寥无几。国内高校图书馆多采用 传统的开架书库,即直接向读者开放的藏书书库,可 以方便读者走入书库进行书籍的查阅和浏览,便于 读者选择自己喜爱的书籍和期刊。这种传统开放书 架布局的方式优点在于可以帮助读者近距离接触到 图书,方便图书选择。但从另一个方面来说,开架的 传统书库常常会发生图书乱架、空间浪费和图书丢 14 3.2广度和深度较低 国内高校图书馆乃至普通的图书馆在智能机器 人应用方面远远不及发达国家的图书馆。现今我国 已经应用的智能机器多也仅仅停留在图书分 类、图书搬运、自动存取等工作,缺少一整套完整的 机器人服务系统。笔者分析,其原因是因为智能机 器人是多学科交叉科学,这使得智能机器人在设计 时很难从高校图书馆的实际情况出发,无法站在图 书馆的角度进行全局的、系统的设计。 3.3 国内自主创新能力不足 在我国,智能机器人核心技术的缺失为智能机 器人的推广工作带来了瓶颈。智能机器人的核心零 件仍旧需要依赖国际市场,无疑也增加了国内智能 机器人的使用成本。智能机器人应用于图书馆也是 其典型的应用市场之一,因此,国内的高校、企业应 该加强自主创新能力,展开实验研究,尽早为中国的 智能机器人产业做出具有核心竞争力的产品,形成 中国自身的竞争优势。 3.4行业体系不完善 目前图书馆机器人的开发设计过程和研发团队 通常各自为战,因此缺少统一的行业标准、缺少顶层 设计、存在兼容困难等问题。图书馆行业从业者应 该加强沟通,将自身诉求告知智能机器人生产厂家, 密切与研发和生产机构的沟通与合作,从而完善图 书馆智能机器人产业体系。 4高校图书馆智能机器人的应用建议 在中国,智能机器人在图书馆特别是高校图书 馆的应用仍处于弱势地位,智能机器人要想应用在 高校图书馆,必须基于射频识别技术、视觉识别技 术、语音识别技术、机械控制技术、数据库技术等各 种技术的交互融合 J。笔者基于目前存在的问题, 对智能机器人在图书馆的应用提出以下几点建议。 2018年4月 晋图学刊 Apr.,2018 2018年第2期(总第165期) 4.1 利用自身优势,寻求资助 Shanxi Library Journal No.2,2018(Issue No.165) 5结束语 高校图书馆智能机器人的应用和普及离不开资 高校图书馆智能机器人是融合了计算机技术和 云计算等先进科学技术的新型智能应用。高校图书 馆机器人馆员是实现智慧图书馆的具体方式,是促 进图书馆自动化智能化的保证,对改变传统图书馆 服务模式,提升服务质量具有重大的意义。同时,高 校图书馆智能机器人的建设也是一个复杂的过程, 金的大力支持,因此国家的支持和资金支撑成 为高校图书馆能否引进智能机器人的决定性因素。 但是,从设计到购买和保养一套智能机器人系统将 会是一笔不菲的费用,高校图书馆没有盈利途径,所 以很难实现智能机器人的购买。高校图书馆可以借 助自身优势,积极完成高校图书馆智能机器人应用 在其构建过程中势必存在许多问题,但高校图书馆 的相关课题,争取早日实现智能化。与此同时,使用 和引进智能机器人必须要充分考虑高校图书馆的实 际需要,并且应该用长远的眼光来看待这个问题。 4.2融合各类技术,建设综合应用环境 高校图书馆必须通过与多种技术的相互融合才 可以打造出智能化、系统化、社会化的综合应用环 境。比如,通过射频识别技术明确图书的定位,确定 书架排次,方便读者的存取与查找;通过室内导航技 术,让智能机器人在图书馆内毫无障碍地来回穿梭, 使得运输过程更加顺畅;通过视觉识别技术,可以让 机器人精准地抓取图书,顺利地完成取书、传送、避 障等过程。 通过打造综合的应用环境,可以很好地解决图 书馆中藏书定位、搬运的问题,同时在传统图书馆完 成智能化改造的过程中,也可以顺利地建设高校智 慧图书馆。 4.3 分解应用场景,逐个击破关键环节 图书馆引进智能机器人有别于一般的工业机器 人,它是包含了图书馆员、借阅者、藏书库、书架、书 籍、期刊、桌椅等非结构化的人和物所组成的相对自 由、流动、开放的因素。因此,高校引进智能机器人 一定要根据不同应用场景的需求进行选择,设置机 器人在不同场景的服务要求。并且要针对存取图 书、搬运图书和图书扫描等关键环节进行专门的设 计与研究,争取创造最合理、最科学、最优化的处理 方案。 4.4 实现共建共享,健全应用链条 目前我国的高校图书馆智能机器人建设仍处在 初级阶段,因此各个高校图书馆应该加强资源的共 享和设计共建。图书馆可以直接寻求广泛的合作与 协调,并且可以与国内外的机器人开发厂商或企业 建立一个图书馆智能机器人共享平台。 智能机器人应用一定是未来高校图书馆发展的必然 趋势。 参考文献: [1] 高峰,郭为忠.中国机器人的发展战略思考[J].机 械工程学报,2016,52(7):1—5. 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Research on the Application Path of Intelligent Robot in University Library LI Wen——qing (Faculty ofInformation Management,Shanxi University ofFinance and Economics,Taiyuan 030006,China) Abstract:On the basis of briefing the present situation of the application of intelligent robot in library and abroad, this paper analyzes the present situation of the application of intelligent robot technology in domestic university li- brary,focuses on its advantages,obstacles and application suggestions,and puts forward the countermeasures. Combined with the previous scholars research experience,the main use of literature research and analysis methods, the author wants to sort out and summarize.On this basis,the flow chart method is used to explain the working principle of intelligent robot in university library.The university library intelligent robot is a systematic project,and the robot librarian is the concrete way to realize the intelligent library and also the library automation intelligent pro— motion guarantee.It is of great significance to change the traditional library service model and enhances the service quality. Key words:library;intelligent robot;robot librarian;smart library 作者简介:李文清(1992一),女,山西财经大学信息管理学院研究生,研究方向:经济信息管理。 收稿日期:2017—11—02 

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