摘要：在虛擬與現(xiàn)實(shí)融合的元宇宙視域下，數(shù)字圖書(shū)館用戶(hù)的實(shí)時(shí)交互、精準(zhǔn)服務(wù)以及個(gè)性化需求的實(shí)現(xiàn)面臨全新挑戰(zhàn)，構(gòu)建孿生圖書(shū)館虛實(shí)共生空間成為解決問(wèn)題的有效途徑。闡述了數(shù)字孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理，分析了孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)的重要應(yīng)用場(chǎng)景，并從技術(shù)研發(fā)、資源建設(shè)、人才培養(yǎng)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等方面提出全智慧服務(wù)發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：元宇宙；孿生圖書(shū)館；多模態(tài)交互；全智慧服務(wù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G250? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13897/j.cnki.hbkjty.2024.0012

0 引言

隨著元宇宙第一股在線(xiàn)創(chuàng)作游戲平臺(tái)Roblox公司在美國(guó)上市，臉書(shū)公司更名為Meta并宣布其將聚焦于以元宇宙為主的新型業(yè)務(wù)，元宇宙迅速在全世界掀起巨大熱潮，并成為科技創(chuàng)新的聚焦點(diǎn)。究竟何為元宇宙？在清華大學(xué)發(fā)布的研究報(bào)告中，元宇宙被定義為融合虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生等多種新技術(shù)而形成的虛實(shí)相生的三維時(shí)空，其基于數(shù)字孿生和擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)空拓展性，運(yùn)用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)融生性，是數(shù)字社會(huì)的進(jìn)階形式［1］。作為具有擴(kuò)展性與交互性的超級(jí)虛擬空間，元宇宙使用戶(hù)以數(shù)字身份在其中進(jìn)行同步持續(xù)交互并體驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)世界相似的多元感官效果，具備高沉浸式體驗(yàn)、新技術(shù)整合等特征［2］。在我國(guó)提出的十四五規(guī)劃“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、建設(shè)數(shù)字中國(guó)”的目標(biāo)推動(dòng)下，以及“云數(shù)智”賦能的時(shí)代背景下，元宇宙、數(shù)字孿生等技術(shù)成為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的先驅(qū)，是國(guó)家數(shù)字建設(shè)智慧轉(zhuǎn)型的重要內(nèi)容，將推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)服務(wù)模式智慧化創(chuàng)新變革的實(shí)現(xiàn)。

數(shù)字孿生技術(shù)在虛擬世界中復(fù)刻真實(shí)世界的環(huán)境及社會(huì)關(guān)系，為在元宇宙中實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交互提供數(shù)據(jù)底座和運(yùn)行基礎(chǔ)［3］。同時(shí)，元宇宙發(fā)展對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)提出了更高的要求，促進(jìn)數(shù)字孿生技術(shù)不斷完善?？梢?jiàn)，二者相輔相成，互相促進(jìn)，合力顛覆了圖書(shū)館領(lǐng)域用戶(hù)傳統(tǒng)的閱讀習(xí)慣和信息獲取方式，使圖書(shū)館功能在轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂脩?hù)體驗(yàn)為中心的過(guò)程中得到拓展和延伸，為智慧圖書(shū)館建設(shè)與發(fā)展提供了新思路與新途徑。在元宇宙場(chǎng)景下，通過(guò)構(gòu)建數(shù)字孿生圖書(shū)館實(shí)現(xiàn)智慧服務(wù)發(fā)展的最終形態(tài)，即用戶(hù)、物理空間與虛擬空間的同步互聯(lián)與融合互動(dòng)的全智慧服務(wù)［4］。

1 元宇宙場(chǎng)景下數(shù)字孿生圖書(shū)館的含義與特征

作為元宇宙支撐技術(shù)的數(shù)字孿生實(shí)時(shí)虛擬映射

★基金項(xiàng)目：本文系2023年度廣東省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)十四五規(guī)劃項(xiàng)目“元宇宙場(chǎng)景下基于數(shù)字孿生的全智慧服務(wù)機(jī)理研究” （GD23XTS06）研究成果之一。系統(tǒng)，具有卓越的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、預(yù)測(cè)分析、虛擬仿真等效能，將推動(dòng)元宇宙時(shí)代圖書(shū)館智慧服務(wù)的變革。孿生圖書(shū)館是指在元宇宙場(chǎng)景下，以孿生大數(shù)據(jù)為支撐，依托實(shí)體圖書(shū)館和智能物聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建數(shù)字孿生空間和圖書(shū)館物理實(shí)體之間的虛擬模型，使二者實(shí)現(xiàn)多維動(dòng)態(tài)化雙向精準(zhǔn)映射，通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真與精準(zhǔn)分析，使智慧服務(wù)全周期數(shù)據(jù)融合的智能決策過(guò)程得以可視化呈現(xiàn)［5］，具有數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、多模態(tài)交互、虛實(shí)融生等特征，成為元宇宙時(shí)代圖書(shū)館智慧服務(wù)的效能提升工具和實(shí)現(xiàn)載體。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。以數(shù)字孿生體域網(wǎng)和智能傳感系統(tǒng)為依托的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館資源服務(wù)、設(shè)施環(huán)境實(shí)體的全域?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一管控的核心動(dòng)力，通過(guò)異構(gòu)多源業(yè)務(wù)流程大數(shù)據(jù)的深度融合，推動(dòng)孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)的升級(jí)發(fā)展［6］。

多模態(tài)交互。多模態(tài)人機(jī)交互實(shí)時(shí)智能系統(tǒng)是數(shù)字孿生圖書(shū)館的基礎(chǔ)設(shè)施，其深度融合數(shù)字孿生技術(shù)和腦機(jī)接口設(shè)備、智能可穿戴設(shè)備以及沉浸式云XR等交互技術(shù)，通過(guò)收集動(dòng)態(tài)用戶(hù)畫(huà)像構(gòu)建而成，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)多維度的全息沉浸式感知體驗(yàn)。數(shù)字孿生模型支持跨領(lǐng)域跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)互聯(lián)，支持物理虛擬實(shí)體、數(shù)據(jù)服務(wù)與孿生應(yīng)用多維交互和雙向驅(qū)動(dòng)。

虛實(shí)融生。虛擬仿真、數(shù)字孿生以及沉浸式云XR等技術(shù)賦能孿生圖書(shū)館實(shí)現(xiàn)物理館和孿生館的同步實(shí)時(shí)精準(zhǔn)映射，有機(jī)整合物理實(shí)體、虛擬空間與服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，形成虛實(shí)共生的數(shù)字孿生圖書(shū)館終極形態(tài)，使資源服務(wù)供給得以?xún)?yōu)化，重塑智慧圖書(shū)館全新發(fā)展模式。

2 面向元宇宙孿生圖書(shū)館的全智慧服務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理

元宇宙場(chǎng)景下，孿生圖書(shū)館以數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ)，依托智能傳感網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)賦能閉環(huán)體系，深度融合虛擬現(xiàn)實(shí)、全息仿真等領(lǐng)域，構(gòu)建數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)孿生館與實(shí)體館之間的雙向?qū)崟r(shí)映射和智慧耦合，進(jìn)而感知管控物理圖書(shū)館的整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)。對(duì)用戶(hù)動(dòng)態(tài)孿生畫(huà)像進(jìn)行具象化分析，采集資源運(yùn)行軌跡，提供海量資源接口并進(jìn)行知識(shí)推送，有效提升個(gè)性化服務(wù)質(zhì)量和響應(yīng)效率，進(jìn)而重塑智慧服務(wù)內(nèi)容和模式，拓展服務(wù)廣度和深度。通過(guò)對(duì)多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)進(jìn)行高效融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)全智慧圖書(shū)館運(yùn)行規(guī)律的精準(zhǔn)研判［7］。全智慧服務(wù)作為智慧服務(wù)的終極形態(tài)，其用戶(hù)身份由自然人擴(kuò)展為虛擬數(shù)字人，數(shù)據(jù)采集終端由移動(dòng)智能設(shè)備擴(kuò)展為腦機(jī)接口等人機(jī)交互設(shè)備，資源獲取來(lái)源擴(kuò)展為數(shù)字孿生大數(shù)據(jù)。孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)的體系構(gòu)建由孿生大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)層、元宇宙技術(shù)支撐層、孿生數(shù)據(jù)仿真映射層與多模態(tài)人機(jī)交互層組成，如圖1所示。

2.1 孿生大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)層

孿生大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)層的數(shù)據(jù)來(lái)源，是元宇宙場(chǎng)景下全智慧服務(wù)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)，包括圖書(shū)館物理實(shí)體資源（如圖書(shū)期刊和軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施等）數(shù)據(jù)、信息物理空間的場(chǎng)景構(gòu)建數(shù)據(jù)以及智能感知設(shè)備獲取的用戶(hù)特征與交互行為數(shù)據(jù)。運(yùn)用泛在智能傳感與全域數(shù)字標(biāo)識(shí)技術(shù)，全面精準(zhǔn)映射用戶(hù)交互服務(wù)的供需情況，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)孿生大數(shù)據(jù)的挖掘融合、存儲(chǔ)傳輸以及模擬映射等功能，為孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)體系提供數(shù)據(jù)支撐。主要任務(wù)包括孿生大數(shù)據(jù)的特征表示，在異構(gòu)資源間建立語(yǔ)義關(guān)聯(lián)。驅(qū)動(dòng)層首先對(duì)孿生大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合統(tǒng)一，并通過(guò)多模態(tài)資源的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)檢索內(nèi)容的協(xié)同表示，通過(guò)用戶(hù)孿生畫(huà)像分析其行為特征與需求，將用戶(hù)情境數(shù)據(jù)嵌入到索引模塊并返回視覺(jué)檢索結(jié)果。海量多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)具有虛實(shí)融合、物理感知等特征，動(dòng)態(tài)滿(mǎn)足孿生圖書(shū)館的多元存儲(chǔ)和計(jì)算運(yùn)行等需求，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的孿生圖書(shū)館全智慧管控。

2.2 元宇宙技術(shù)支撐層

孿生圖書(shū)館智慧服務(wù)體系的技術(shù)支撐層運(yùn)用沉浸式云XR等元宇宙技術(shù)進(jìn)行多模態(tài)數(shù)據(jù)處理，推進(jìn)孿生空間和物理實(shí)體間的深度學(xué)習(xí)、雙向映射和融合共生，驅(qū)動(dòng)全智慧服務(wù)模式的高效有序運(yùn)行。

（1）物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)智能傳感器、RFID等數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全域智能感知功能，使孿生大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)高效傳輸?shù)耐瑫r(shí)具備可追溯性，進(jìn)而使孿生圖書(shū)館智慧服務(wù)安全性得到保障。

（2）沉浸式云XR。虛擬現(xiàn)實(shí)VR、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR和混合現(xiàn)實(shí)MR等技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)即為沉浸式云XR，是孿生圖書(shū)館服務(wù)數(shù)智融合的技術(shù)底座。其中，VR技術(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)多維大數(shù)據(jù)建模，利用虛實(shí)映射模型完成實(shí)體館的動(dòng)態(tài)可視化展示，使用戶(hù)的沉浸式感官體驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)；AR技術(shù)通過(guò)情景大數(shù)據(jù)匹配實(shí)現(xiàn)虛實(shí)同步融生，如實(shí)物資源模擬展示等；MR技術(shù)融合匹配現(xiàn)實(shí)和虛擬環(huán)境，通過(guò)虛擬模型提升物理實(shí)體的智慧引導(dǎo)與檢測(cè)認(rèn)證功能。此外，沉浸式云XR也使在虛擬空間遠(yuǎn)程處理實(shí)體館設(shè)備故障問(wèn)題成為現(xiàn)實(shí)，如，運(yùn)用設(shè)備控制交互機(jī)器的檢測(cè)維護(hù)。

（3）多源異構(gòu)孿生模型構(gòu)建體系。包括全域數(shù)字標(biāo)識(shí)、泛在物聯(lián)智能感知以及深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，其為虛實(shí)交互融合提供智慧高效的支撐體系，助力數(shù)字孿生圖書(shū)館的全域資源協(xié)同、態(tài)勢(shì)智能感知與服務(wù)精準(zhǔn)預(yù)判成為現(xiàn)實(shí)。泛在物聯(lián)智能感知是孿生圖書(shū)館虛實(shí)映射的連接體系，為在非結(jié)構(gòu)化異構(gòu)海量大數(shù)據(jù)處理、需求預(yù)測(cè)感知算法優(yōu)化等應(yīng)用中具備顯著優(yōu)勢(shì)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)提供數(shù)據(jù)支持。

2.3 孿生數(shù)據(jù)仿真映射層

數(shù)字孿生空間通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)物理空間的動(dòng)態(tài)映射，實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)空間異構(gòu)資源的聚合。作為物理實(shí)體在元宇宙空間的數(shù)字表征，孿生數(shù)據(jù)仿真映射分析層可視為數(shù)字孿生圖書(shū)館的人工智能中臺(tái)，其為各類(lèi)智能決策與智慧服務(wù)應(yīng)用提供有效支撐。通過(guò)全息仿真和AI深度學(xué)習(xí)等方法，對(duì)數(shù)字孿生空間的歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，構(gòu)建孿生數(shù)據(jù)仿真模型并融合用戶(hù)畫(huà)像模型、資源畫(huà)像模型等模塊，對(duì)知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析等智能化處理，進(jìn)而在數(shù)字孿生系統(tǒng)中完成物理空間中實(shí)體的虛擬映射，塑造與物理實(shí)體對(duì)應(yīng)的孿生館舍、孿生館員與孿生用戶(hù)，對(duì)數(shù)字孿生體的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程進(jìn)行可視化表達(dá)，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)活動(dòng)的場(chǎng)景化，進(jìn)而為服務(wù)場(chǎng)景匹配和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)預(yù)測(cè)等功能提供信息載體，提升圖書(shū)館在場(chǎng)景匹配、服務(wù)評(píng)價(jià)以及資源建設(shè)等方面的效率。

2.4 多模態(tài)人機(jī)交互層

多模態(tài)人機(jī)交互層可實(shí)現(xiàn)物理世界和虛擬空間的對(duì)接，為用戶(hù)和管理人員提供智能交互終端和業(yè)務(wù)管理界面。在元宇宙沉浸式可視化場(chǎng)景下，資源獲取便捷性的提升需要跨越人機(jī)交互的技術(shù)鴻溝，多模態(tài)人機(jī)交互層通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)沉浸式交互體驗(yàn)，應(yīng)用沉浸式云XR、基于VR技術(shù)的可穿戴設(shè)備、腦機(jī)接口等交互終端進(jìn)出元宇宙虛擬空間，通過(guò)采集腦電波信號(hào)等方式為用戶(hù)提供虛擬場(chǎng)景的沉浸式體驗(yàn)。集成動(dòng)作感知、觸摸感知等泛在智能感知技術(shù)構(gòu)建智慧孿生空間多維虛擬場(chǎng)景，在虛擬場(chǎng)景中為用戶(hù)提供資源位置、索引信息等，支持虛實(shí)空間的多感官全息交互，為用戶(hù)賦予多感官沉浸式體驗(yàn)，使其可通過(guò)多元終端獲取個(gè)性化推送資源，構(gòu)建回溯式個(gè)性化知識(shí)體系，并實(shí)現(xiàn)虛實(shí)共生空間的交互切換。館員與用戶(hù)之間可通過(guò)虛擬數(shù)字人化身進(jìn)行多場(chǎng)景實(shí)時(shí)交互，使知識(shí)資源在不同情境間的流動(dòng)共享成為現(xiàn)實(shí)，使全智慧圖書(shū)館成為提供沉浸式交互體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)融合系統(tǒng)，突破現(xiàn)實(shí)和虛擬之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)“可見(jiàn)即可感知”的目標(biāo)，提升深層次沉浸式交互服務(wù)效果。

3 面向元宇宙孿生圖書(shū)館的全智慧服務(wù)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)路徑

元宇宙孿生圖書(shū)館的全智慧服務(wù)場(chǎng)景，是依托沉浸式云XR技術(shù)體系支撐構(gòu)建的沉浸式可視化場(chǎng)景。通過(guò)為用戶(hù)創(chuàng)造沉浸式服務(wù)效果，從不同維度完成信息的獲取，充分發(fā)揮元宇宙交互界面的優(yōu)勢(shì)，使用戶(hù)的感官體驗(yàn)更為多元化，將文字、圖像等信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字孿生場(chǎng)景信息，實(shí)現(xiàn)智慧服務(wù)各主體之間的實(shí)時(shí)高效協(xié)同。與此同時(shí)，數(shù)字孿生技術(shù)完成實(shí)體館場(chǎng)景要素的虛擬映射，利用多元數(shù)據(jù)和算法模型構(gòu)建實(shí)體與虛擬數(shù)據(jù)互通的孿生圖書(shū)館智慧空間［8］，從而為用戶(hù)提供全過(guò)程可呈現(xiàn)的沉浸式VR智慧閱讀、個(gè)性化精準(zhǔn)推薦、移動(dòng)視覺(jué)搜索以及虛擬數(shù)字人智慧咨詢(xún)等全智慧服務(wù)。

3.1 基于沉浸式交互的VR智慧閱讀服務(wù)

VR智慧閱讀是元宇宙賦能數(shù)字孿生圖書(shū)館的重要應(yīng)用場(chǎng)景，使具備沉浸感和交互性的全場(chǎng)景閱讀成為現(xiàn)實(shí)，是全智慧服務(wù)的創(chuàng)新突破口。在元宇宙場(chǎng)景下，用戶(hù)以虛擬數(shù)字人身份在孿生圖書(shū)館的虛擬空間中漫游，瀏覽館藏資源，實(shí)現(xiàn)沉浸式VR閱讀，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備感受身臨其境的真實(shí)體驗(yàn)。如上海圖書(shū)館以館藏紅色文獻(xiàn)為基礎(chǔ)編列紅色經(jīng)典行程路線(xiàn)，使用戶(hù)通過(guò)VR設(shè)備體驗(yàn)動(dòng)感單車(chē)騎行的紅色之旅線(xiàn)路，實(shí)現(xiàn)沉浸式實(shí)景體驗(yàn)并進(jìn)行交互［9］。該服務(wù)模式運(yùn)用VR、AR等技術(shù)構(gòu)建實(shí)體與數(shù)字資源的3D模型和三維位置并將其導(dǎo)入檢索系統(tǒng)，以確保用戶(hù)可以隨時(shí)查詢(xún)圖書(shū)信息，并可通過(guò)虛擬館員確認(rèn)是否為用戶(hù)所需資源。VR閱讀在豐富讀者感知要素的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更好的閱讀感知效果，并為用戶(hù)提供更具深度的信息傳遞形式，進(jìn)而推動(dòng)閱讀高效引導(dǎo)全智慧服務(wù)的優(yōu)化升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展［10］。

3.2 基于用戶(hù)孿生畫(huà)像的個(gè)性化精準(zhǔn)推薦服務(wù)

元宇宙環(huán)境下，孿生圖書(shū)館個(gè)性化推薦包括場(chǎng)景推薦與服務(wù)推薦。其中，前者通過(guò)映射類(lèi)和接入類(lèi)技術(shù)，根據(jù)用戶(hù)的歷史偏好進(jìn)行推薦，用戶(hù)接受后可以直達(dá)該虛擬空間場(chǎng)景［11］；后者通過(guò)獲取用戶(hù)行為特征數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行刻畫(huà)、分析并建立孿生畫(huà)像模型，根據(jù)用戶(hù)檢索內(nèi)容、虛擬空間訪問(wèn)等數(shù)據(jù)構(gòu)建個(gè)性化3D路徑圖，從而為其推薦個(gè)性化資源。全智慧服務(wù)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)場(chǎng)景之一體現(xiàn)在個(gè)性化推薦服務(wù)方面，通過(guò)用戶(hù)需求的分析實(shí)現(xiàn)資源精準(zhǔn)推送，如根據(jù)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析，當(dāng)用戶(hù)進(jìn)入虛擬圖書(shū)館時(shí)以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的形式呈現(xiàn)其所偏好的資源，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘和智能監(jiān)測(cè)技術(shù)采集用戶(hù)動(dòng)態(tài)孿生數(shù)據(jù)，結(jié)合算法模型對(duì)用戶(hù)運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析與規(guī)律獲取，通過(guò)模擬規(guī)律仿真推測(cè)用戶(hù)潛在服務(wù)需求，進(jìn)而形成個(gè)體數(shù)據(jù)集映射至孿生虛擬空間，同時(shí)嵌入與用戶(hù)畫(huà)像相匹配的網(wǎng)頁(yè)推薦功能，最終實(shí)現(xiàn)用戶(hù)需求和資源服務(wù)的智能耦合，提升全智慧圖書(shū)館的精準(zhǔn)服務(wù)能力。

3.3 基于深度學(xué)習(xí)的移動(dòng)視覺(jué)搜索服務(wù)

元宇宙環(huán)境下，視覺(jué)數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行邏輯分析和處理才能為孿生圖書(shū)館移動(dòng)視覺(jué)搜索功能提供資源支撐，將視覺(jué)圖像特征運(yùn)用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效提取，通過(guò)特征編碼生成視覺(jué)圖像的描述，再結(jié)合用戶(hù)情境信息與卷積特征對(duì)圖像進(jìn)行物體識(shí)別分類(lèi)以及圖像的語(yǔ)義分析［12］，并將分析結(jié)果嵌入到移動(dòng)視覺(jué)搜索服務(wù)過(guò)程中。在元宇宙賦能下構(gòu)建可視化資源檢索系統(tǒng)，應(yīng)用腦機(jī)接口技術(shù)確定用戶(hù)所需的主題內(nèi)容，對(duì)孿生圖書(shū)館資源進(jìn)行3D模型預(yù)覽，并運(yùn)用云計(jì)算、邊緣計(jì)算技術(shù)進(jìn)行資源整合以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一檢索與知識(shí)發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建可視化虛擬檢索模塊［13］，進(jìn)而提升元宇宙孿生圖書(shū)館的資源使用效率。

3.4 基于虛擬數(shù)字人的智慧咨詢(xún)服務(wù)

在元宇宙時(shí)代，傳統(tǒng)參考咨詢(xún)服務(wù)由于互動(dòng)性較低已難以滿(mǎn)足用戶(hù)需求，人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的虛擬數(shù)字人成為孿生圖書(shū)館咨詢(xún)場(chǎng)景的重要角色。虛擬數(shù)字人是綜合運(yùn)用元宇宙技術(shù)對(duì)人的生理屬性與社會(huì)屬性進(jìn)行的全方位模擬化身，是具備社交功能的服務(wù)提供者。其依據(jù)館藏資源和用戶(hù)交互日志數(shù)據(jù)，使咨詢(xún)交互服務(wù)被賦予思想性、情感性等全智慧特征，對(duì)用戶(hù)需求給予個(gè)性化反饋［14］，迅速檢索與用戶(hù)學(xué)科背景相關(guān)的多模態(tài)信息，并以三維立體形式將其呈現(xiàn)給用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)咨詢(xún)服務(wù)的全智慧化。此外，虛擬數(shù)字人之間的互動(dòng)交流有助于實(shí)現(xiàn)全智慧服務(wù)推廣的社群效應(yīng)，進(jìn)而提升孿生圖書(shū)館的空間服務(wù)水平。

4 面向元宇宙孿生圖書(shū)館的全智慧服務(wù)發(fā)展策略

4.1 開(kāi)展技術(shù)研發(fā)，強(qiáng)化系統(tǒng)支撐

元宇宙孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建與運(yùn)行對(duì)核心支撐技術(shù)提出較高要求，加速技術(shù)規(guī)?；季质窃钪鎴D書(shū)館由愿景轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的根基。當(dāng)前元宇宙核心技術(shù)發(fā)展成熟度不足，瓶頸有待突破，可見(jiàn)孿生圖書(shū)館全智慧系統(tǒng)建設(shè)需要持續(xù)的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新和融合為其提供保障。

一方面，人工智能底層技術(shù)與元宇宙圖書(shū)館的應(yīng)用需求之間存在一定差距，需要更為精準(zhǔn)的數(shù)字孿生建模技術(shù)、更為全面的物理實(shí)體感知技術(shù)以及更為穩(wěn)定的深度學(xué)習(xí)技術(shù)等。元宇宙孿生圖書(shū)館需融合AI、XR、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)模塊，構(gòu)建多維技術(shù)體系，提升多模態(tài)數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)仿真的運(yùn)行效率。

另一方面，元宇宙孿生圖書(shū)館集沉浸式云XR入口、現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景映射等要素于一體［15］，沉浸式云XR等硬件技術(shù)的發(fā)展使虛擬世界更為擬真、人機(jī)交互方式更具沉浸感，因此需要首先優(yōu)化當(dāng)前的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)設(shè)備和沉浸式裝備，使增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)情景數(shù)據(jù)采集匹配等方式實(shí)現(xiàn)孿生圖書(shū)館全時(shí)空虛實(shí)同步，如VR全景導(dǎo)覽和物理館圖像辨識(shí)等。與此同時(shí)，全腦成像等技術(shù)發(fā)展將顛覆傳統(tǒng)的交互服務(wù)方式，以意識(shí)傳輸提升智慧創(chuàng)造效率。其中，腦機(jī)交互、情感交互是人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展方向，其使多用戶(hù)交互成為可能，進(jìn)而推動(dòng)全智慧服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

此外，用戶(hù)高沉浸感體驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)需要低成本算力資源與穩(wěn)定的算法支撐，同時(shí)加速5G、6G通信網(wǎng)絡(luò)和元宇宙核心技術(shù)的融合，進(jìn)而為用戶(hù)提供低延遲的高效服務(wù)。由此可見(jiàn)，完善元宇宙孿生圖書(shū)館建設(shè)中的核心支撐技術(shù)是賦能全智慧服務(wù)向縱深發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)力［16］。

4.2 加強(qiáng)資源開(kāi)發(fā)，推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

元宇宙環(huán)境使圖書(shū)館面臨信息資源建設(shè)變革創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。實(shí)體資源、數(shù)字資源以及用戶(hù)行為數(shù)據(jù)等數(shù)字孿生大數(shù)據(jù)都成為孿生圖書(shū)館資源的組成部分。與此同時(shí)，元宇宙賦予用戶(hù)知識(shí)資源的創(chuàng)作生產(chǎn)權(quán)限，用戶(hù)創(chuàng)造內(nèi)容將多維度呈現(xiàn)在元宇宙全智慧服務(wù)場(chǎng)景之中，成為元宇宙圖書(shū)館資源開(kāi)發(fā)的全新視角。應(yīng)當(dāng)發(fā)揮圖書(shū)館在知識(shí)組織和資源利用方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行資源體系整合，加強(qiáng)資源開(kāi)發(fā)和加速數(shù)字資源虛擬化，并應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)使虛擬資源立體化呈現(xiàn)，使用戶(hù)能直觀獲取所需資源［17］。此外，可以通過(guò)資源集約方式減少重復(fù)建設(shè)和不當(dāng)配置導(dǎo)致的資源浪費(fèi)，積極構(gòu)建區(qū)域圖書(shū)館聯(lián)盟和跨領(lǐng)域項(xiàng)目合作平臺(tái)，使具備不同資源優(yōu)勢(shì)的機(jī)構(gòu)合作實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)，保證孿生圖書(shū)館各項(xiàng)資源建設(shè)的可持續(xù)性推進(jìn)。

另一方面，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是元宇宙孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)的保障。基礎(chǔ)設(shè)施作為實(shí)體資源的主體層，包含建筑空間、服務(wù)資源等要素，支撐元宇宙孿生圖書(shū)館功能的實(shí)現(xiàn)，包括圖書(shū)館外觀建筑和內(nèi)部空間布局、公共設(shè)施等實(shí)體資源；圖書(shū)、期刊等知識(shí)資源；RFID軟硬件系統(tǒng)、智能傳感器、監(jiān)控設(shè)備終端等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施資源［18］?？赏ㄟ^(guò)對(duì)孿生館的仿真運(yùn)行發(fā)現(xiàn)實(shí)體資源建設(shè)的不足，推動(dòng)物理實(shí)體館與數(shù)字孿生館的雙向優(yōu)化，應(yīng)當(dāng)完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其是推動(dòng)元宇宙云基礎(chǔ)設(shè)施和通信系統(tǒng)，以及圖書(shū)館智能樓宇和設(shè)備的建設(shè)工作，為元宇宙孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)的可持續(xù)發(fā)展提供資源保障。

4.3 培養(yǎng)智慧館員，優(yōu)化交互服務(wù)

元宇宙環(huán)境下，信息傳遞效率和場(chǎng)景得以拓展延續(xù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使館員工作方式突破物理世界的限制，其通過(guò)沉浸式設(shè)備在虛擬環(huán)境中高效工作成為現(xiàn)實(shí)［19］。人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的虛擬數(shù)字人作為智慧館員的虛擬化身，成為孿生圖書(shū)館咨詢(xún)交互場(chǎng)景的主角。用戶(hù)在孿生空間中通過(guò)虛擬化身交互模擬現(xiàn)實(shí)，保存、使用元宇宙圖書(shū)館虛擬資源［20］，館員的數(shù)字分身通過(guò)頭戴式顯示器、跟蹤器等追蹤用戶(hù)行為并進(jìn)行交互服務(wù)呈現(xiàn)，即孿生館員依托AI深度學(xué)習(xí)和XR沉浸服務(wù)體驗(yàn)賦能，可與用戶(hù)進(jìn)行視聽(tīng)覺(jué)交互，實(shí)時(shí)響應(yīng)用戶(hù)需求，并依據(jù)用戶(hù)檢索偏好等數(shù)據(jù)量身定制個(gè)性化智慧服務(wù)推送。由此可見(jiàn)，全智慧服務(wù)場(chǎng)景要求館員具備較高水平的技術(shù)能力和創(chuàng)新思維，能充分對(duì)接虛實(shí)館員工作，將意識(shí)融入元宇宙作為解決溝通效率問(wèn)題的關(guān)鍵，適應(yīng)全智慧服務(wù)模式不斷創(chuàng)新的節(jié)奏。

因此，積極引進(jìn)高質(zhì)量技術(shù)人才梯隊(duì)、加強(qiáng)培養(yǎng)智慧館員成為元宇宙圖書(shū)館的發(fā)展策略之一。亟需拓展館員學(xué)習(xí)渠道，定期開(kāi)展業(yè)務(wù)培訓(xùn)加強(qiáng)館員學(xué)習(xí)能力，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研生態(tài)鏈培養(yǎng)智慧館員，使其在實(shí)踐中迅速提升為元宇宙技術(shù)人才，具有精準(zhǔn)把握用戶(hù)需求和情感動(dòng)態(tài)的能力，針對(duì)用戶(hù)偏好匹配資源和開(kāi)展全智慧服務(wù)，進(jìn)而推動(dòng)數(shù)字孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)轉(zhuǎn)，為其提供人力資源保障。

4.4 完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建法規(guī)體系

元宇宙環(huán)境下，完善標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系構(gòu)建是孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)取得長(zhǎng)足發(fā)展的基礎(chǔ)前提，包括元宇宙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系與法律法規(guī)體系的構(gòu)建［21］。

首先， 基于元宇宙行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化需求，確立孿生圖書(shū)館領(lǐng)域統(tǒng)一的軟硬件、技術(shù)服務(wù)等關(guān)鍵應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)體系。 此外，元宇宙孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建需要采集孿生大數(shù)據(jù)，為此面臨用戶(hù)隱私和信息安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)虛實(shí)融合的元宇宙智慧圖書(shū)館產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)安全治理、隱私風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等問(wèn)題，需要采取相應(yīng)的防范解決對(duì)策，即構(gòu)建元宇宙智慧圖書(shū)館的數(shù)據(jù)治理體系。同時(shí)，落實(shí)數(shù)字科技立法工作，建立健全適用于元宇宙圖書(shū)館的相關(guān)法律制度。

5 結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)融合的元宇宙賦能孿生圖書(shū)館復(fù)刻現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景與社交，使其具備高度沉浸式感知體驗(yàn)，顛覆了用戶(hù)的信息交互模式，使其體驗(yàn)到更為多元化的個(gè)性化服務(wù)，為智慧圖書(shū)館建設(shè)帶來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。本文分析了元宇宙環(huán)境下數(shù)字孿生圖書(shū)館的特征并構(gòu)建了孿生圖書(shū)館全智慧服務(wù)系統(tǒng)模型，結(jié)合元宇宙應(yīng)用場(chǎng)景，提出孿生圖書(shū)館的全智慧服務(wù)實(shí)現(xiàn)路徑，從技術(shù)研發(fā)、資源建設(shè)、人才培養(yǎng)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等方面提出全智慧服務(wù)發(fā)展策略，為數(shù)智時(shí)代全智慧服務(wù)發(fā)展的理論體系優(yōu)化提供借鑒。

元宇宙理論和應(yīng)用研究目前仍然面臨諸多難題和爭(zhēng)議，如數(shù)據(jù)安全、數(shù)字鴻溝、用戶(hù)隱私保護(hù)等問(wèn)題，隨著相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展完備，上述難題的有效解決方案將成為學(xué)界深入探索的重要方向。

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作者簡(jiǎn)介：朱維喬，女，碩士，廣州航海學(xué)院圖書(shū)館副研究館員。研究方向：人工智能應(yīng)用與圖書(shū)館智慧服務(wù)。

（收稿日期：20231208 責(zé)任編輯：馬玉娟）