摘 要：數(shù)字化日本是日本國立國會(huì)圖書館推出的數(shù)字化資料項(xiàng)目。該項(xiàng)目推動(dòng)了日本圖書館信息資源、文化資料和歷史遺產(chǎn)等收藏的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化處理，為人工智能應(yīng)用打下基礎(chǔ)。作為較早實(shí)踐人工智能應(yīng)用的典型，日本在文獻(xiàn)開發(fā)、讀者引導(dǎo)、閱覽服務(wù)、古籍保護(hù)與文化推廣上都取得了一定突破。本文圍繞日本圖書館人工智能戰(zhàn)略規(guī)劃、人工智能應(yīng)用展開調(diào)研，針對(duì)智能機(jī)器人開展總結(jié)與分析，從而探索日本人工智能在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的沿革與前景?；趯?duì)日本圖書館人工智能應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，驅(qū)動(dòng)我國智慧圖書館蓬勃發(fā)展與圖書館事業(yè)的智慧轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：日本圖書館；人工智能；應(yīng)用智能；機(jī)器人；智慧服務(wù)

一、日本人工智能發(fā)展

1.日本人工智能戰(zhàn)略發(fā)展

據(jù)日本產(chǎn)經(jīng)新聞顯示，日本于2016年4月創(chuàng)建 “人工智能、技術(shù)戰(zhàn)略會(huì)議”，主要承擔(dān)經(jīng)管教育部（文部科學(xué)?。?、總務(wù)省、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省下屬的各大研究中心的職責(zé)。次年，日本制定了《人工智能技術(shù)戰(zhàn)略》及其產(chǎn)業(yè)化路線圖《以人為本的人工智能社會(huì)原則》。前者起到人工智能戰(zhàn)略 “指揮塔”的作用，后者指出日本構(gòu)建人工智能社會(huì)的多方利益相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本原則。隨后，《人工智能戰(zhàn)略2021》更是提出應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)與國際社會(huì)合作推進(jìn)人工智能倫理規(guī)范建設(shè)，并在人工智能核心研究機(jī)構(gòu)群組中增加社會(huì)人文類研究人員，以加強(qiáng)包括倫理在內(nèi)的綜合性研究。

2.日本人工智能應(yīng)用發(fā)展

日本人工智能領(lǐng)域研究相比我國起步早、研究面廣，最早可追溯到20世紀(jì)60年代，由日本川崎重工公司先后引進(jìn)開發(fā)的第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“Unimate”與日本早稻田大學(xué)發(fā)明的第一個(gè)人形機(jī)器人“Wabot-1”。隨著近年來人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，知識(shí)挖掘與共享、智能語言處理、智能網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)交互（HCI）以及人工智能應(yīng)用等專業(yè)成為日本研究重點(diǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域，智能機(jī)器人AI的高速發(fā)展備受關(guān)注，智慧應(yīng)用已滲透各行各業(yè)，如智能汽車、農(nóng)業(yè)嫁接和智慧陪伴等功能型機(jī)器人的應(yīng)用。在工業(yè)機(jī)器人方面，如用于農(nóng)業(yè)嫁接的機(jī)器人Agri-robot I與1992年進(jìn)階版Agri-robot II被引入工業(yè)機(jī)器人開展采收作業(yè)。陪伴型機(jī)器人，如本田的ASIMO，身高130cm，重48kg，它可以在幫助人類的同時(shí)，分辨出多位用戶同時(shí)說話的語境，并理解每位用戶的言語分別。

二、日本智慧圖書館發(fā)展與應(yīng)用

1.日本圖書館人工智能機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用

日本圖書館界人工智能在技術(shù)研究與人工智能應(yīng)用上也有新的突破，如東京都市大學(xué)圖書館正在研發(fā)基于人工智能技術(shù)的“智能問答系統(tǒng)”，幫助用戶快速獲得所需的圖書館資源；北海道大學(xué)圖書館開發(fā)了一個(gè)名為“自分類式アイテムレコメンドシステム”（自動(dòng)分類式項(xiàng)目推薦系統(tǒng)）的人工智能系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的借閱歷史和喜好為用戶推薦所需的圖書資源。日本圖書館人工智能的研究與應(yīng)用從智慧服務(wù)系統(tǒng)到讀者服務(wù)應(yīng)用，從文獻(xiàn)管理到古籍文獻(xiàn)價(jià)值開發(fā)已滲透多個(gè)方面。近年來，日本各大圖書館根據(jù)不同需求分別引入、開發(fā)各類型AI智能機(jī)器人。例如，人形服務(wù)機(jī)器人Pepper和An-San、動(dòng)物形引導(dǎo)機(jī)器人Koro機(jī)器狗和Uta-San機(jī)器兔、工業(yè)型搬運(yùn)機(jī)器人HAL裝置和搬書機(jī)器人THOUZER等。

（1）情感機(jī)器人Pepper

Pepper是一個(gè)身高120cm，重量約29千克，啟動(dòng)時(shí)長為12小時(shí)左右的人形機(jī)器人。它的頭部、胸部、手以及腿部內(nèi)都分別設(shè)置了傳感器。設(shè)計(jì)者在他的胸部安置了一個(gè)觸屏顯示器。情感機(jī)器人被賦予人類式的情感理解與表達(dá)，使用者可通過Wi-Fi無線局域網(wǎng)與云端人工智能通信打開Pepper情感引擎功能，使他與人展開交流與自身學(xué)習(xí)。用戶還可以使用名為Choregraphe的簡易開發(fā)語言功能為Pepper開發(fā)各類應(yīng)用。

日本山中湖情報(bào)創(chuàng)造館率先引入銷售模式Pepper。作為一款定位于消費(fèi)市場的社交人形機(jī)器人產(chǎn)品，Pepper實(shí)現(xiàn)了與用戶實(shí)時(shí)對(duì)話，提供圖書館參觀等簡單向?qū)Х?wù)。2016年，東京江戶川區(qū)筱崎圖書館啟用了具有圖書館智慧服務(wù)系統(tǒng)的Pepperforbiz模式機(jī)器人。定制后的Pepper添加了座位信息接收功能。用戶可以直接在機(jī)器人上操作預(yù)約、結(jié)束閱覽座位的使用。Pepper將座位情況發(fā)送電子郵件給圖書管理員來動(dòng)態(tài)掌握閱覽座位使用情況。用戶還可與它直接對(duì)話來利用文獻(xiàn)檢索與定位功能。機(jī)器人Pepper將自主收集、分析用戶操作日志和數(shù)據(jù)測算，來向館員反饋用戶的喜好與個(gè)性化需求。這在減輕館員工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)，提高了讀者服務(wù)質(zhì)量和效率。山中湖信息制造館還將定期對(duì)Pepper開展培育和應(yīng)用開發(fā)，如圖1 所示“山中湖寵物培養(yǎng)計(jì)劃”的研究開發(fā)活動(dòng)。

（2）地板機(jī)器人PEANUT

地板機(jī)器人PEANUT為預(yù)防新冠肺炎疫情，于2020年6月被日本熊本森城市中心廣場圖書館啟用。PEANUT是一款由日本ZMP Inc.公司研發(fā)的地板清潔機(jī)器人。它采用先進(jìn)的SLAM技術(shù)，可以自主規(guī)劃最優(yōu)清潔路線，自動(dòng)避開障礙物，比傳統(tǒng)的地板清潔工具更為高效。此外，PEANUT還配備一些智能傳感器和高效過濾系統(tǒng)，可在清潔過程中自動(dòng)識(shí)別并吸收灰塵和雜物，將它們存放在內(nèi)置收納盒中。盡管PEANUT是一款地板清潔機(jī)器人，但是它的自主導(dǎo)航能力和躲避障礙物功能可以為圖書館等公共服務(wù)機(jī)構(gòu)提供有力的支持。PEANUT機(jī)器人通過感應(yīng)器感知用戶后，利用語音識(shí)別技術(shù)為用戶提供對(duì)話式信息搜索、向?qū)Х?wù)。此外，圖書館PEANUT機(jī)器人還可用于書籍運(yùn)送工作。館員也可通過機(jī)器人PEANUT將文獻(xiàn)送到用戶手中。讀者可借助移動(dòng)PEANUT機(jī)器人將待還的書籍運(yùn)還至圖書館館員處。新型的無接觸服務(wù)不僅減少人與人之間接觸，減輕館員負(fù)擔(dān)，還可防止傳播病毒，為讀者打造既安心又創(chuàng)新的服務(wù)體驗(yàn)。

（3）人形機(jī)器人An-San

甲南大學(xué)智能與信息學(xué)學(xué)院副教授Tomohiro Umetani博士，通過研究人類手指的觸覺而研發(fā)了一款名為An-San的人形機(jī)器人。它能夠幫助身處偏遠(yuǎn)地區(qū)的圖書館工作人員通過An-san的相機(jī)與麥克風(fēng)同讀者交流。當(dāng)工作人員抽不開身時(shí)，An-san可以幫助圖書館工作人員承擔(dān)前臺(tái)接待讀者的工作。它的眼睛裝有攝像頭，耳朵裝有聲音收集麥克風(fēng)，該系統(tǒng)允許讀者通過平板設(shè)備與辦公室工作人員交流。開發(fā)者Tomohiro Umetani教授認(rèn)為，雖然目前An-san還沒有自動(dòng)生成問題與答案的功能，但An-san系統(tǒng)的穩(wěn)定實(shí)用性在用戶中的口碑很高，它的遠(yuǎn)程控制操作性也極高。此外，通過使用An-San自動(dòng)參考系統(tǒng)收集基本數(shù)據(jù)，從而進(jìn)一步進(jìn)化人工智能操作，未來An-San有望自動(dòng)回復(fù)用戶的咨詢和問題。

（4）動(dòng)物型機(jī)器人Koro 和Uta-San

Koro是一款由Masahiro Tanaka教授和他的實(shí)驗(yàn)室成員于2015年12月9日開發(fā)的電子機(jī)器狗，以兩輪小車機(jī)器人為基礎(chǔ)，沒有先進(jìn)的學(xué)習(xí)功能或熟悉靈敏度調(diào)節(jié)。在設(shè)計(jì)初期，Koro是一個(gè)身高130厘米，穿著紅色衣服，戴著棒球帽的人形機(jī)器人。經(jīng)過計(jì)算與設(shè)計(jì)改良，Koro被編程為不能移動(dòng)，但可以通過移動(dòng)眼睛、耳朵、舌頭和尾巴來表達(dá)情緒、外形可愛的機(jī)器狗。它通過識(shí)別人類的手勢(shì)和寫在黑板上的公式展開交流。Koro不僅可以使用Leap Motion等傳感器，根據(jù)用戶手指的移動(dòng)與人交談，還可以顯示樓層地圖和圖書館使用指南等各種視頻。此外，Koro還實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)用戶呼叫與另一個(gè)房間工作人員通話的功能。Koro有時(shí)還被當(dāng)作一個(gè)引導(dǎo)機(jī)器人來操作。這只如狗一樣可愛的機(jī)器人目前被用于甲南大學(xué)圖書館的入口處，幫助指路、問候游客與讀者。

Usa-tan是一款方形的移動(dòng)機(jī)器人，外形酷似兔子毛絨玩具。大山學(xué)院國立理工學(xué)院機(jī)械工程系的Takashi Kawamura博士等人通過研究調(diào)查日本青少年讀者從初中到高中，平均讀書數(shù)量隨著年齡的增加而減少。所以，如果能盡早培養(yǎng)孩子的閱讀習(xí)慣，將有助于提高孩子的閱讀理解能力和養(yǎng)成良好的閱讀習(xí)慣。調(diào)查顯示，日本兒童在早期閱讀培養(yǎng)時(shí)，大部分孩子們會(huì)在小學(xué)三年級(jí)時(shí)開始和朋友一起去圖書館。Takashi Kawamura教授等人設(shè)計(jì)了針對(duì)協(xié)助兒童讀者尋找文獻(xiàn)和借閱的動(dòng)物型機(jī)器人Usa-tan。Usa-tan兔型機(jī)器人的主要功能是引導(dǎo)孩子們穿過圖書館，到達(dá)預(yù)定的書架。孩子們可以在書架上將書挑選出來，放在Usa-tan機(jī)器人背上的袋子里，然后跟著Usa-tan回到借書柜臺(tái)。因?yàn)樗且豢罘?wù)于小學(xué)生的機(jī)器人，故出于安全考慮，該機(jī)器人由12伏電池和電機(jī)供電，這使得它不會(huì)行動(dòng)過快。Usa-tan機(jī)器人通過底部6個(gè)、前面3個(gè)傳感器來識(shí)別并跟隨地板上膠帶反射的光線來移動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，Usa-tan預(yù)先錄制了回答和語音，以便與用戶展開簡單的互動(dòng)交流。機(jī)器人的錄音聲源來自小學(xué)生，這樣可以使小朋友有一種熟悉的感覺。

（5）搬運(yùn)型機(jī)器人裝備HAL

圖書館搬運(yùn)書籍資料是一項(xiàng)很消耗體力的工作。除了庫房日常的上下架和緊架等工作，館際互借（ILL）出納臺(tái)在指定時(shí)間內(nèi)每次的工作量也非常大。筑波大學(xué)（University of Tsukuba）的風(fēng)險(xiǎn)投資公司CYBERDYNE開發(fā)的HAL車型機(jī)器人套裝，內(nèi)置一個(gè)傳感器讀取器，機(jī)身重約3公斤，電池待機(jī)時(shí)長為4.5小時(shí)。HAL機(jī)器人為電池所驅(qū)動(dòng)，可以不受空間使用限制，自由移動(dòng)。HAL車型機(jī)器人是一套從操作員大腦發(fā)送到肌肉的信號(hào)機(jī)制。機(jī)體的馬達(dá)可以很容易被安裝在操作員腰部，有助于支撐人體運(yùn)動(dòng)。該機(jī)器人裝置只有三個(gè)簡易操作按鈕與5個(gè)級(jí)別的援助，可用于各種任務(wù)。據(jù)CYBERDYNE公司稱，穿上HAL套裝，可以減輕工作人員腰部40%負(fù)擔(dān)。研究人員還為HAL機(jī)器人增加了防水和防塵功能，用于戶外重體力勞動(dòng)。筑波市中央圖書館引進(jìn)了兩種HAL機(jī)器人裝置，以減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，通過一段時(shí)間的測試，調(diào)查顯示該機(jī)器人裝置能夠有效減少員工背部疼痛。

（6）跟蹤搬運(yùn)型機(jī)器人THOUZER

除了上文提到的HAL車型機(jī)器人裝置，筑波市中央圖書館還引進(jìn)其他款型機(jī)器人以減輕圖書管理員的負(fù)擔(dān)。筑波風(fēng)險(xiǎn)投資公司于2016年開發(fā)出一款名為THOUZER的運(yùn)輸型機(jī)器人。它可以自動(dòng)跟蹤圖書管理員，運(yùn)送最多120公斤的文獻(xiàn)包裹。工作人員將書放在THOUZER上，按下自動(dòng)跟蹤按鈕，機(jī)器人就會(huì)檢查周圍環(huán)境，利用激光傳感器自動(dòng)跟在工作人員身后，遇障礙時(shí)它將自動(dòng)停止。筑波市中央圖書館在引進(jìn)THOUZER后，將它用于圖書館內(nèi)收集放置在回書架上無人使用的書籍。2020年，筑波風(fēng)險(xiǎn)投資公司與筑波圖書館合作，增加機(jī)器人THOUZER的日常消毒工作，作為對(duì)抗新型冠狀病毒傳播的對(duì)策。THOUZER在完成運(yùn)送讀者已閱的文獻(xiàn)后，將定期在整個(gè)圖書館開展消毒噴霧的噴灑工作，該機(jī)器人還可用于工廠和庫房工作。

三、我國圖書館人工智能應(yīng)用的發(fā)展

通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)我國各公共、高校圖書館在人工智能應(yīng)用方面也有著相關(guān)研究與實(shí)踐。高校圖書館方面，清華大學(xué)圖書館是國內(nèi)最早深入探索咨詢服務(wù)機(jī)器人研究的大型綜合性大學(xué)圖書館，先后成功引進(jìn)、推出了基于A和AIML的兩種人工聰慧智能數(shù)字標(biāo)記咨詢語言的圖書館咨詢服務(wù)機(jī)器人。隨后，國內(nèi)各大高校圖書館也先后成功引進(jìn)了眾多智能實(shí)時(shí)在線服務(wù)機(jī)器人，為用戶提供參考咨詢。

例如，上海交通大學(xué)圖書館的基于MIMSN的自動(dòng)智能實(shí)時(shí)在線語音聊天咨詢服務(wù)管理機(jī)器人、重慶文理學(xué)院圖書館的基于MIAIMLBot的自動(dòng)實(shí)時(shí)在線虛擬智能參考資料咨詢、查閱服務(wù)管理機(jī)器人以及南京大學(xué)圖書館的圖書定位和盤點(diǎn)的文獻(xiàn)管理機(jī)器人。

在公共圖書館方面，國家圖書館自主設(shè)計(jì)開發(fā)的新型數(shù)字智能化閱讀機(jī)器人 “小圖”實(shí)現(xiàn)了聊天咨詢功能外，還拓展了OPAC系統(tǒng)書籍自動(dòng)檢索、參觀講解、讀者卡信息自動(dòng)查詢等業(yè)務(wù)。目前，我國人工智能圖書館研究重點(diǎn)主要在于文獻(xiàn)管理、智能咨詢、機(jī)器人視覺處理和機(jī)器人路線規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面，且機(jī)器人研究大多在探索發(fā)展階段。

四、結(jié)語

通過對(duì)日本圖書館人工智能發(fā)展和應(yīng)用的研究，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)對(duì)智慧圖書館建設(shè)的探索。我國近年來人工智能科技在不斷提升，人工智能系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)施與應(yīng)用日新月異。相較于日本的數(shù)字化人工智能應(yīng)用，我國針對(duì)圖書館的人工智能機(jī)器人技術(shù)還有所欠缺，這與各機(jī)構(gòu)間的利益協(xié)同和組織融合關(guān)系密不可分。各機(jī)構(gòu)間應(yīng)開放數(shù)據(jù)資源、深度開發(fā)合作，發(fā)揚(yáng)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科技共同體結(jié)合，共同攜手推進(jìn)我國圖書館事業(yè)的智慧轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展，凝聚起文化強(qiáng)國建設(shè)民族復(fù)興的磅礴力量。

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（作者單位：國家圖書館）

作者簡介：孫東月（1991—），女，漢族，北京人，本科，館員，研究方向：圖書館學(xué)研究。