0 引言

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[1]。

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[2]。

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[3]。这既迎合了高校图书馆向智能化、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

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,并且有一些应用成功的案例[4]。

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[5]。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小时自助服务工作,既可以减少劳动力的人力成本,还可以为广大读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限制,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。

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、珠海和昆明等其他城市。

1.2 自动化立体书库机器人

传统图书馆书库存在着占地面积大、存取书籍耗时长、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[6]。

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)。

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入了高科技藏书库,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15万册,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[7]，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,由五个机器人升降机来操作,全部采用最先进的自动化管理系统,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[8]。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。

与成本高昂的自动化立体书库相比,图书搬运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[12]。

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”[9]，可以为广大师生提供咨询服务和参考决策[10]。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。

严管实干，稽查队伍担当作为。该处坚持严格、规范、公正、文明执法，严格执行党风廉政建设责任制和行政执法责任制，探索稽查执法考核评价新模式，做到“零投诉、零复议、零诉讼”。稽查人员积极应对职能拓展、执法量倍增等挑战，提升执法办案水平，昂扬埋头实干、敢于担当、勇于争先的精神，多名执法人员成长为“执法尖兵”和“业务能手”，参与国家总局大要案查办和课题研究。

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。

需要注意的是，为将来做长远的考虑，并不是基于空想，而要通过积累、总结经验和教训，慢慢提高思想意识的敏感度，及时察觉危险发生的可能性，加以杜绝，或在危险发生时采取万全之策，比较顺利地克服它。总结经验教训，也是一个不断思考的过程。

当8-点关联一个3-面时,类似于对7度点的讨论,我们可以得出类似最坏情形，即在最坏情况下是8-点关联着(3,3,8)-面,三面及面上的点最多从8-点拿走的权值为同理,对于9+-点也满足同样的结果，分别称之为最坏3-面8-点情形和最坏3-面9+-点情形。

延安整风运动是中国共产党历史上第一次在党内开展集中教育并取得圆满成功的重大政治活动，是加强党的建设一个伟大的创举。延安整风运动坚持实事求是的原则，创造性地将现实问题与党的历史问题相结合，把马克思主义的普遍真理和中国革命的具体实际相结合，使全党摆脱了教条主义严重禁锢，最终实现了全党在马克思主义中国化的成果——毛泽东思想基础上的思想上的高度一致和组织上的空前团结。

通过机械电气一体化技术的应用之后，鉴于机械电气一体化系的高性能，可对生产进行良好的监督、报警，能够及时发现生产中存在的异常现象。同时，机械电气一体化系统还具有较强的自我保护功能，一旦在生产过程中发现异常现象，就会自动开始自我保护功能，以免其他设备以及操作人员受到伤害。

2 图书馆智能机器人的优势

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间的巷道中,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。

  

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

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间的束缚,参考咨询工作很难满足高校师生的需求。

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。

头韵和押韵在方言的口语中使用得非常广泛。如，It neither means nor matters.(这一点儿都没有关系。)I’ll love you and leave you.(我随你的便。)See you later,alligator.(回头见，伙计。)In a while, crocodile.(一会儿，伙计。)Hell’s bells.(见鬼！)toil and moil(辛辛苦苦地工作)、brain drain(人才外流)等等都是押韵的话语。

2.2 实现高效藏书管理

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版量的激增,导致引进新图书时需要耗时耗力移动书架,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。

提前点火(发火)点处曲轴和活塞位置如图2所示。发动机转速快，每一转所用的总时间减少，相同时间内，所转过的曲轴转角变大。如果要保证混合汽燃烧时间不变，只有随发动机转角速度增加，而延长或提前点火角度。变化的是发动机转速、点火提前的角度，基本不变的是用来使混合汽燃烧所需的时间，如图3所示。

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[14],该项目以JAVA平台上开发,利用主流的企业级应用框架Struts、Spring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。

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。

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[15]。未来的图书馆机器人不再单一服务图书馆,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。

可见，发放18001元比18000元多纳税1155.1元；发放54001元比54000元多纳税4950.2元。

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

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。

3.2 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人大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

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。

3.4 行业体系不完善

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限制,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[13]。

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[11]。

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[16]。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。

4.1 利用自身优势,寻求资助

高校图书馆智能机器人的应用和普及离不开资金的大力支持,因此国家的政策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。

正是通过大大小小、各个层面的PDCA循环，通过这种持续的改善，管理才能得到不断的改进与提升。因此大家在实践中会觉得管理是一件枯燥、乏味的事情，并且需要不断地重复这种枯燥和乏味。一个人能否有一番成就，就在于落实想法的执行层面，能不能忍耐住这种单调和乏味。举一反三，一个企业与另一个企业的发展步子之所以有所不同，不是在于两者比拼有多么高的资源能力和战略布局，最终拼的，还是管理的素养。

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。

5 结束语

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,在其构建过程中势必存在许多问题,但高校图书馆智能机器人应用一定是未来高校图书馆发展的必然趋势。

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