圖書館未來的技術應用與發展

李晨暉　張興旺　秦曉珠

摘 要：文章通過對近五年Gartner發布的《十大戰略技術趨勢》中的戰略技術趨勢和特點進行對比分析，并結合圖書館領域的重要技術趨勢報告，提出了圖書館未來5-10年內技術變革與發展的十大戰略技術，并分別對相關戰略技術在圖書館的應用進行了分析，探討了圖書館技術發展的主要趨勢與研究方向。研究認為：人工智能、虛擬和增強現實、數字孿生、對話系統、區塊鏈等十大戰略技術將會成為圖書館未來技術應用與發展的主要方向；數字孿生技術在數字人文、文化遺產數字化等領域有較大的理論與應用研究價值。

關鍵詞：Gartner；戰略技術；數字孿生；人工智能；虛擬現實；數字人文

中圖分類號：TP18；G250.7 文獻標識碼：A DOI：10.11968/tsyqb.1003-6938.2017111

Abstract Based on comparison and analysis of the ten strategic technology trends published by Gartner in past five years， ten key technologies that will cause technological change and development in the field of library were chosen and their application in library were analyzed. It is believed that artificial intelligence， virtual and augmented reality， block chain， and twin digital dialogue system will become the main direction of future library technology transformation and development of the digital technology. Digital twin is valuable in the theory and application research in the digital humanities and cultural heritage digitization.

Key words Gartner； strategic technology； digital twin； artificial intelligence； virtual reality； digital humanities

1 引言

近年來，信息技術的飛速發展不僅改變了人們的生活與工作方式，也極大地改變了其知識獲取方式與知識服務需求。各類信息技術正逐漸滲透進圖書館建設與服務中，這對圖書館資源建設、管理與服務產生巨大影響。未來5-10年哪些重要信息技術可以幫助圖書館在數字經濟、大數據時代生存并蓬勃發展？哪些新興信息技術能成為未來5年科技領域、圖書館領域最引人矚目的技術焦點。全球最大的IT研究與咨詢服務公司Gartner發布的《2017年十大戰略技術趨勢》（Top 10 Strategic Technology Trends？for 2017，以下簡稱為2017年《報告》）[1]、《2017年新興科技技術成熟度曲線》（Hype Cycle for Emerging Technologies 2017，以下簡稱為2017年《曲線》）[2]對這些問題進行了有效分析與解答。自2007年始，《報告》與《曲線》已連續發布十年，獲得國內外信息科學、科技創新領域的廣泛認同，為圖書館領域制定技術應用與發展戰略提供了重要參考，也使其成為相應技術變革、管理創新與服務拓展的戰略制高點。

2009年《報告》提出的云計算、虛擬化等技術一直都是數字圖書館領域的熱點課題，一度引發國內圖情領域人文情懷、技術創新的“派別之爭”，成就了學術論辯的一段佳話；2010年提出的社交計算、交流、協作與分析等技術極大地推動了圖情領域關于社交網絡相關理論、技術與應用研究，并掀起關于社交網絡、社交輿情分析與社交行為等研究熱潮；2012年提出的物聯網、大數據、移動應用；2014年提出的3D打印與智能機器；2015年提出的情境系統與泛在分析；2016年提出的深度學習與機器學習等技術均有效開拓了圖書館智慧管理、知識服務、數據科學的理論范疇與技術視野。鑒于此，本文希望通過對近五年《報告》與《曲線》的分析與解讀，探討圖書館未來的技術應用與發展，為國內相關研究提供參考。

2 近五年的《報告》與《曲線》戰略技術趨勢對比分析

本研究對2013—2017年間Gartner發布的《報告》與《曲線》進行了對比（見表1），擬從信息技術角度對技術發展趨勢進行跟蹤分析，并重點以2017年《報告》與《曲線》為研究對象，探討圖書館未來5-10年具有較大技術發展潛力，可能付諸實踐，并能被圖情領域廣泛接受和利用的戰略技術。

從過去十年《報告》與《曲線》所呈現的內容對比來看，《報告》所提到的各類戰略技術都在被提出后5-10年內幫助各相關領域、行業與企業的生存與發展起到了一定的積極作用。另外，《報告》所列舉的戰略技術趨勢每年都進行了動態調整，整體呈現出了逐步完善、動態融合、全面發展與生產成熟的態勢。具體來說，近五年的《報告》與《曲線》戰略技術趨勢呈現出以下五個特點：

（1）新興信息技術不斷出現，從技術萌芽到生產成熟一般需要5-10年?！秷蟾妗放c《曲線》認為戰略技術趨勢是指那些具有顛覆性發展潛力，已逐漸進入發展階段，且相關理論、技術體系、應用范圍與影響力正不斷拓展的新興信息技術[1-2]。隨著新興信息技術的不斷成熟發展，逐漸成為關注焦點，舊的技術慢慢從《報告》中淡出。2017年《報告》中虛擬現實、增強現實、數字孿生、區塊鏈、對話系統等五項技術是新增內容，人工智能相關技術在前幾年《報告》中有所體現，但以“人工智能”作為關鍵詞出現在2017年《報告》中則是首次。endprint

另外，虛擬現實、數字技術平臺等兩項技術正處于穩定發展期，在未來2-5年內可進入生產成熟階段。數字孿生（正處于技術萌芽期）、增強現實（正處于泡沫破裂低谷期）、區塊鏈（正處于期望膨脹期）、對話系統（正處于技術萌芽期）等四項技術在未來5-10年內能進入生產成熟階段。其他諸如通用人工智能、4D打印、腦機交互、立體顯示、智能微塵、量子計算等新興信息技術正處于技術萌芽期，未來還需要超過10年時間才可能進入生產成熟階段。

（2）重要戰略技術具有一定的繼承性與延續性。通過對近十年戰略技術趨勢發展過程與發展趨勢內容對比來看，盡管《報告》與《曲線》技術內容每年都有一定差異，其技術本質是在不斷發生變化的，整體呈現出動態變化、繼承發展、延續演化等特征，具有很強的繼承性和延續性。

過去五年3D打?。ò?D打印材料）、云計算（包括混合IT和云計算、個人云、個人云時代、混合云、云/用戶端計算等）、物聯網（包括萬物聯網、萬物聯網信息等）、移動應用與智能機器（包括移動設備大戰、移動應用和HTML5、移動設備的多樣化和管理等）、人工智能（包括機器學習、深度計算、智能應用、智能對象等）等技術均獲得了持續關注，除了自適應安全架構、網絡應用與服務體系架構時隔兩年后重新獲得關注之外，虛擬現實與增強現實、數字孿生、區塊鏈、對話系統、數字技術平臺等五項技術是獲得《報告》最新關注的新興戰略技術，但已被《曲線》多次提及，并且伴隨其理論體系與支撐技術的不斷深化與完善，才以高端前沿的戰略技術形態在《報告》中呈現，并被選入2017年十大戰略技術趨勢。

（3）戰略技術態勢整體呈現出無處不在的人工智能、透明交互的沉浸式體驗、無所不能的數字技術平臺等三大發展趨勢。一方面，大量研究表明[7-9]，人工智能將會在未來5-10年內成為信息科學、知識服務領域最具顛覆性的戰略技術，它已基本擁有完善系統的理論體系、高效優化的技術算法、強大高效的計算能力、海量無限的數據量、先進高效的物理設備、智能多元的應用與服務等，這些已有軟硬件條件使人工智能技術可迅速被不同行業、領域、企業和機構所駕馭，從而用于解決不同領域的新問題；另一方面，人機交互理論與技術的飛速發展，促使以人為本、情境感知、虛實交融成為現實，物理世界與虛擬空間之間逐漸建立起公開透明的關聯關系。尤其是虛擬、增強與混合現實等沉浸式用戶體驗技術的廣泛應用，使物理世界與虛擬空間之間關系關聯，具有深度交互性、智能易變性、情境感知性和自主適應性，且這種關系和特性變得越來越緊密和復雜；第三方面，新興信息技術必然會要求提供海量數據存儲能力與高效計算能力，且大量相關應用與服務，以及用于解決所有問題的數字技術平臺，都能為用戶提供全新的業務模式，并提供相應的技術支撐與服務。

（4）大部分戰略技術能被廣泛應用于圖書館管理與服務體系中?！秷蟾妗泛汀肚€》是從2000多種信息技術中提煉出來的集大成者，2007-2016年《報告》中大部分戰略技術已被圖情領域欣然接受、深入研究和廣泛應用。在2017年《報告》提出的十大戰略技術中，人工智能和高級機器學習、智能應用和智能物件等已在圖書館的知識服務[10-11]、智能化建設[12]、學科服務[13]、智慧圖書館建設[13-14]、信息管理[15]等領域取得了一些成果；虛擬現實和增強現實等被用于探討圖書館管理與服務創新模式的研究[16-19]；區塊鏈和分布式分類賬可被應用于數據智能、知識自動化[20]、主題知識結構分析[21]、數據共享模型[22]、智慧學習機器人[23]等領域；會話系統、網格應用與服務架構、自適應安全架構、數字技術平臺等也分別被應用于圖書館的自動問答平臺建設[24]、古籍數據庫移動應用服務[25]、讀者信息安全[26]、知識服務平臺建設[27]等領域。數字孿生作為新興信息技術，正處于技術萌芽期，目前國內外相關研究主要集中在智能制造、軍事仿真、航空航天等領域，國內圖情領域尚未開展相關研究，但其理論、技術可被廣泛應用于圖書館的數字化建設、信息管理與知識服務領域，關于數字孿生問題研究此處不做過多贅敘，筆者將有其他文獻對其展開系統研究。

（5）虛擬現實、增強現實、數字孿生等戰略技術在圖書館中的應用還處于萌芽階段，但它們之間有著密切的關聯性，相關研究具有較強的理論價值與實踐意義。隨著圖書館智慧化管理與服務需求的變化，相關的技術平臺和服務模式也在不斷的發展與創新。從2017年《報告》內容可看出，人工智能體系、透明沉浸式體驗模式與數字技術平臺建設可能會成為圖書館未來5-10年技術變革與發展的主要趨勢，而虛擬現實、增強現實、數字孿生等新增戰略技術作為這三大趨勢的關鍵技術，必然會對圖書館學研究、圖書館事業發展產生積極影響。

3 圖書館未來的戰略技術與應用分析

3.1 圖書館未來5-10年內技術變革與發展的十大戰略技術

為了解圖書館的未來技術應用與發展趨勢，除了深入分析《報告》《曲線》中的戰略技術之外，還需結合圖書館行業實際，探討國內外圖書館領域權威技術趨勢報告，同時，還需結合中國國情，了解國內戰略性新興產業、信息技術產業等行業的主要發展趨勢，在總結、歸納與分析之后，再確定圖書館技術應用與發展的主要內容。主要技術應用與發展趨勢報告來源如下：

（1）國際圖聯技術趨勢分析。2013年8月，第79屆IFLA大會推出的《國際圖聯趨勢報告》（IFLA Trend Report）探討了圖書館信息服務、信息技術發展的五個趨勢[28]，并引發全球圖情領域圍繞新信息技術對圖書館影響分析、新信息技術與圖書館的交叉融合、移動技術在圖書館中的應用等27個議題展開了認真探討和深入研究[29]。

（2）國際圖聯最新技術趨勢分析。2016年8月，美國召開的IFLA大會再次發布《國際圖聯趨勢報告—2016新進展》（IFLA Trends Report 2016 Update），進一步對圖書館信息服務、戰略技術的發展趨勢進行了總結、分析和共享[30]。endprint

（3）圖書館新媒體聯盟地平線技術分析?！缎旅襟w聯盟地平線報告》（2017圖書館版）認為人工智能、大數據、數字學術報告、圖書館服務平臺、物聯網、在線身份等六項信息技術將會成為圖書館未來5年主要技術發展趨勢[31-32]。

（4）國家“十三五”戰略性新興產業技術趨勢分析。2016年11月，國務院發布的《關于印發“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃的通知》，明確提出人工智能、大數據、物聯網、3D打印、數字技術、云計算等新一代信息技術作為我國戰略性新興產業的重要組成部分，是獲取未來競爭新優勢、培育發展新動能的關鍵領域[33]。

（5）國家“十三五”信息化建設技術趨勢分析。2016年12月，國務院發布的《關于印發“十三五”國家信息化規劃的通知》認為未來五年是信息技術變革實現新突破的發軔階段，并將信息核心技術自主創新、信息基礎設施、信息共享環境、數字技術平臺等作為主要發展目標，并認為量子通信、未來網絡、類腦計算、人工智能、全息顯示、虛擬現實、大數據認知分析、高級機器人、無人駕駛交通工具、區塊鏈、基因編輯、智能穿戴設備等戰略性前沿技術、顛覆性技術，是未來五年技術發展趨勢[34]。

（6）國家新興信息技術趨勢分析。2017年7月，國務院發布的《關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》提出要在大數據、跨媒體、群體計算、混合增強現實、虛擬現實智能、自主智能系統、高級機器學習、類腦智能計算、量子智能計算等理論體系和核心技術上實現重大進展[35]。

根據以上重要戰略技術趨勢分析，結合國內圖書館實際情況，可認為圖書館未來5-10年內技術應用與發展將會呈現出無處不在和智慧進化的人工智能體系、透明交互和虛實交融的沉浸式體驗、無所不能和嵌入協作的數字技術平臺等三大發展趨勢，而人工智能、虛擬和增強現實、數字孿生、對話系統、數字技術平臺、區塊鏈和分布式分類賬、物聯網、大數據、圖書館服務平臺和在線身份、智能機器人等十大戰略技術將會成為圖書館未來5-10年內技術應用與發展的主要內容。

3.2 主要戰略技術在圖書館的應用分析

3.2.1 人工智能在圖書館中的應用分析

人工智能是由深度分析、機器學習、神經網絡、自然語言處理、語義分析等一系列已有理論、技術與算法所組成?！秷蟾妗放c《曲線》將其列為十大戰略技術趨勢之首、國務院出臺了一系列相關文件、《國際圖聯趨勢報告》將其列為四大技術趨勢之一，這無不表明了人工智能將有可能在未來幾年內成為圖書館領域最具潛力、顛覆性的理論與技術。圖書館與人工智能具有天然的關聯性和交融性，二者的深度融合能有效提升圖書館管理與服務水平、拓展服務內涵和外延。

目前，人工智能理論與技術已逐步完善，并得到了廣泛應用，產生了Deep Blue、Tartan Racing、Watson、AlphaGo、Libratus等智能機器人、微軟Cortana和小冰、蘋果Siri、谷歌Allo、Facebook Messenger、百度Duer等知識問答系統。同時，人工智能還可廣泛應用于搜索引擎/信息推薦、視頻分析/圖像分析/視覺內容識別/視覺搜索、語音識別/語音翻譯/語音搜索、情境感知/情境計算/情境分析、數據挖掘/數據分析/語義分析/自然語言處理等領域，而這些理論、技術與應用都可被廣泛應用于圖書館資源建設、管理與服務體系中，一旦人工智能這些理論與應用成果被圖書館所接納、使用與推廣，則必然會對圖書館發展、轉型與升級產生顛覆性的變革，能使圖書館的知識管理與知識服務過程更加智慧便捷、信息檢索與信息推薦更加專業精準、內容分析和知識生產更加高效有序，從而給圖書館帶來革命性的技術變革與創新發展。

事實上，圖書館也一直在致力于人工智能理論、技術與應用研究。如吳建中[36]就認為2017年是人工智能年，并提出人工智能是圖書館未來發展不可回避的技術話題；張興旺[37]認為人工智能會對圖書館學研究方法論的創新突破、圖書館服務模式的再造與創新發展等產生積極影響；美國康乃狄克州Westport圖書館[38]、日本山梨縣創造情報館[39]于2016年1月、11月分別引進智能機器人為讀者提供智能服務等。

3.2.2 虛擬現實和增強現實在圖書館中的應用分析

虛擬現實和增強現實早已成為圖情領域研究的熱點問題。早在1997年，毛玉姣[40]、于超英[41]等就初步探討了虛擬現實在圖書館中的應用。虛擬現實技術研究始于20世紀60年代，直至90年代才逐漸形成與發展，并被用于解決軍事航空、系統仿真、工業制造、人機交互等領域的一些重大問題。發展至今，它已形成了較為科學系統的理論、技術與應用體系，并取得了一系列重大進展。虛擬現實主要用于構建三維虛擬環境，使用戶能以自然的方式與三維虛擬環境中的物體進行信息、行為交互。增強現實主要是將構建的三維虛擬環境與現實物理世界進行深度匹配、融合、疊加與交互，以實現增強，并加以顯示。

二者涉及到的主要科學問題是建模方法、表現技術、人機交互方法與設備等四個方面[42]，主要技術目標是達到“虛實交融”“虛中有實”“實中有虛”的效果。目前已出現了許多與之相關的典型案例，如美國Google的Goggles、加拿大SenSopia的MagicPlan、美國高通的Vuforia、Metaio與Obeious Engine商業引擎、維基的Wikitude World Browser、Action Movie FX等虛擬和增強現實應用。

圖書館一直以來也是虛擬現實和增強現實問題研究的熱衷者，并在理論、技術與應用方面取得了一系列成果。付躍安[43]根據移動虛擬現實技術特征，結合圖書館業務實際，認為虛擬現實能在提升指引服務、實現圖書館定位、提升閱讀體驗、開展信息推送、促進館藏資源開發利用等五個方面加以應用；蘇冬華[44]認為虛擬現實在圖書館中可承擔起體驗設施運營、基礎服務改造、創新思維培養等角色，并會對圖書館信息管理與檢索、閱讀與導讀、服務導航與游覽、參考咨詢與個性化等服務模式產生積極影響。王文韜等[45]認為虛擬現實在圖書館中的應用主要體現在虛擬圖書館構建、館藏資源展示、新型數據庫資源建設、虛擬教學、智慧圖書館建設、信息與用戶服務創新等方面。由于虛擬現實和增強現實理論與技術越來越成熟，圖書館也產生了很多有價值的創新性工具。如邁阿密大學圖書館研發的實景增強工具ShelvAR，能幫助館員對書架圖書進行有效管理，提高用戶文獻查找和檢索效率[46]；北卡羅萊納州立大學圖書館研發的Wolfwalk App，能提供基于位置感知的校園歷史與文化信息感知功能，幫助用戶了解校園和圖書館內的空間布局[47]；惠普Autonomy研發的Aurasma，能幫助用戶通過智能手機識別真實世界或物體，在其上覆蓋動畫、三維模型、文本、圖像和音視頻等信息，為用戶提供多元化、立體化的信息展示與視聽覺體驗[48]。endprint

3.2.3 數字孿生在圖書館中的應用分析

數字孿生（Digital Twin）理念與技術最早可追溯至1969年美國NASA阿波羅登月計劃[49]，在該計劃中構建了兩個相同的空間飛行器，其中一個留在地球上用于模擬正在太空中執行任務的飛行器的運行狀態與所遇到突發狀況，稱之為孿生體（Twins）。關于數字孿生概念最早出現于2003年，由美國密歇根大學Michael Grieves教授提出，該概念提出后經歷過“與物理產品等價的虛擬數字化表達（2003年）→鏡像空間模型（2003-2005年）→信息鏡像模型（2006-2010年）→數字孿生體（2011-2014年）”等一系列概念描述變化[50]，最終于2014年引入“Digital Twin”這一正式理論與技術體系，并迅速被美國國防部、NASA、西門子、PTC、達索公司等接受和推廣[51]。

數字孿生與虛擬現實、增強現實之間有著較為密切的理論、技術與應用交叉性，并被認為是用于實現物理世界與信息空間智能互聯和交互融合的一種有效途徑。如趙沁平[52]提出了當前虛擬現實技術發展的十個科學問題，認為現實世界中的每一類對象均可以構建數字孿生，它是虛擬、增強和混合現實的基礎；陶飛等[53]從物理、模型、數據和服務融合等四個方面，系統研究了數字孿生與物理世界、信息空間深度融合的理論與技術體系，并從工業實踐角度探討了其可行性與可操作性；于勇等[54]研究了數字孿生在智慧制造領域的理論與技術問題，并對三維數字模型產品構型管理中的數字孿生構建技術方案進行了深入分析；陶飛等[55]提出數字孿生車間概念，研究了對應的系統構建、運行機制等，分析了其特點、內涵與關鍵技術等，并探討了相應的物理世界與信息空間交互、融合和協作的理論與實現方法。

數字孿生作為一種新興和前沿課題，已引起了國內外相關領域工業界和學術界的密切關注，目前主要被應用于航空航天、工業制造、虛擬現實/增強現實等領域，由于其理論與技術體系是在2015年之后才逐步完善，在圖情領域還屬于前瞻性研究課題，故還沒有被圖書館廣泛接納和應用。（1）在工業制造領域中，它主要通過搭建工業產品的數字孿生模型，來模擬其在現實物理環境下的狀態與行為，從而實現對工業產品生產規劃、產業設計、生產執行到制造過程等全生命周期的數字化管理與服務，如西門子曾經采用數字孿生技術，為奧巴馬制造過一副個性化定制高爾夫球桿（在虛擬環境中測試，使球桿上市時間縮短了230%）、為意大利瑪莎拉蒂生產了新一代Ghibli跑車（縮短新車型30%研發設計時間，上市時間縮短了16個月，產量卻提升300%）等；（2）在航空航天領域，美國政府自阿波羅計劃開始就著力打造數字孿生計劃，自2011年美國空軍研究實驗室開始數字孿生研究計劃，計劃解決未來飛行設施維護與管理、故障與壽命預測等問題，并于2013年與美國多家企業展開大規模合作；（3）在圖情領域，數字孿生理論與技術在數字人文、文化遺產數字化、虛擬圖書館、虛擬博物館與三維數字化模型等領域具有巨大的應用價值與實踐意義。

3.2.4 對話系統在圖書館中的應用分析

對話系統于2017年首次進入《報告》之中，是近年來圖情領域的研究熱點問題之一。該理論源于1950年圖靈發表的《Computing Machinery and Intelligence》一文中提出的“計算機與人對話之問”[56]；具體應用則始于1966年出現了人類歷史上第一個人機對話系統Eliza；1972年斯坦福大學的Kenneth Colbt研發了PARRY用于精神分裂癥患者與心理治療師之間的心理咨詢服務；1988年UC對話機器人出現，用于幫助用戶學習UNIX操作系統；1999年出現了用于查詢英國電話黃頁的對話系統YAP；1978年Michael Mauldin首次研發了PET聊天機器人，隨后創造了著名的虛擬任務Conversive和兩個全球知名的動畫、語音聊天機器人Sylvie（1994）和Julia（1997）；2004年CSIEC、Sofia等出現分別用于幫助教師與學生之間構建外語學習、數學教學的自主學習橋梁[57]。目前，有大量比較流行的對話系統，被廣泛應用于人類生活、學習和工作環境中，如微軟Cortana和小冰、蘋果Siri、谷歌Allo、Facebook Messenger、京東JIMI和百度Duer等。

目前，對話系統可廣泛應用于教育、政務、銀行、酒店、餐飲、醫療、家庭陪護、旅游等行業、領域的多元化語義解析與知識問答對話，在對話過程中可通過文字、圖像、音頻或視頻等數據類型作為信息交互、傳遞與交流方法，來實現多角色交替切換，達到獲取信息、表達觀點或抒發情緒的目的。對話內容與形式具有較強的連貫性、關聯性和邏輯性。具體構建主要分為五個模塊：內容（包括文本、圖像、音視頻等）識別模塊主要將原始內容信息轉換成文本信息；自然語言分析模塊將識別到的文本信息轉換成系統可自主識別的語義理解信息；對話管理模塊將根據語義理解結果來判斷接下來采取怎樣的行為和動作來應對需求；自然語言生成模塊將對話系統行為和動作轉換成自然語言文本信息；內容合成模塊將對話反應結果轉換成用戶可識別的內容信息，直接反饋給用戶。

圖書館在對話系統領域的理論與實踐研究方面也取得了大量成果，尤其是社交問答、知識問答、問答機器人等方面，成果尤為豐富。王曉等[59]認為社交問答網站（SQA）是圖書館隱性知識轉移的重要和全新渠道；劉寶瑞等[60]將深度問答系統技術引入圖書館，設計了相應的數字參考咨詢問答系統；趙宇翔[61]對知識問答類SNS用戶使用意愿進行了探討，分析了影響用戶持續使用知識問答系統的主要影響因素；李雪婷等[62]設計了圖書館微信平臺自動問答機器人來實現虛擬參考咨詢；歐石燕等[63]提出了一種面向圖書館關聯數據的自動問答方法。隨著對話系統理論、技術與應用研究的不斷發展，其在圖書館中的應用必然會更加豐富，用戶與圖書館之間的交互、融合、協作將會更加頻繁。endprint

3.2.5 區塊鏈和分布式分類賬在圖書館中的應用分析

區塊鏈作為21世紀數字經濟時代人機物融合的信息虛擬空間中最重要的價值交換交易標準，是一種分布式分類賬，已引起了政府和社會的廣泛關注，尤其是作為比特幣的底層核心技術，它已受到教育、文化、互聯網、物聯網、銀行、證券、保險、能源和電力等諸多行業、部門、領域的密切關注與重視，為人類改變物聯網行業、經濟運營與運行模式帶來了“春天”。盡管目前關注點僅僅是圍繞在經濟、金融服務領域，但它在知識產權管理、圖書與音樂發行、在線身份驗證、物品（包括圖書、音樂等實體物品）所有權登記和供應鏈等領域有著廣泛的應用前景。

毫無疑問，人類所處的未來社會將是一個人機物深度融合的數字社會，在信息虛擬空間中蘊含著比現實物理空間更為豐富的知識寶藏和發展機會。圖書館尤其是數字圖書館正處于這一風暴之中，目前我們數字資源建設、管理與服務過程中所面臨的許多問題可能都會因為區塊鏈理論、技術與應用的研究迎刃而解。未來，圖書、文獻、音視頻等數字資源的授權合同、專利、知識產權、版權等一切基于信任、授權和管理的行為都不需要通過第三、四或多方談判，而是基于區塊鏈技術所構建的在線身份驗證、授權登記驗證體系來迅速判斷是否合乎規則；用戶、圖書館與信息資源之間的信息交互環境成為值得信任、信賴的信息虛擬空間；區塊鏈技術所構建的數字圖書館使得圖書館、用戶、信息資源之間關聯關系更加生活化、生動化和人性化；圖書館可以自主接受用戶所提交的任何信息服務需求、用戶可以自主獲取任何有價值的信息……，這樣的圖書館或許真的有可能成為博爾赫斯先生所說的“天堂應該是圖書館的樣子”。

但區塊鏈技術的發展仍面臨著許多問題，盡管《報告》已將其列入十大戰略技術趨勢，2017年《曲線》認為它將會在未來5-10年獲得較大進步與發展，但在致力于研究其技術發展內在客觀規律和相應應用基礎研究的同時，如何取得網絡空間自由與安全秩序之間的平衡、學術模式與工業模式如何兼容、網絡空間發展與治理模式如何平衡等問題仍然是區塊鏈技術發展亟待解決的關鍵問題。

3.2.6 其他技術在圖書館中的應用分析

關于物聯網、大數據、云計算等信息技術在圖書館中的應用研究，已有很多成果分別從理論、技術與應用等方面對其展開了大量研究，此處不再贅敘。

《新媒體聯盟地平線報告》等認為未來2-5年內圖書館服務平臺（Library Services Platforms，LSP）和在線身份（Online Identity）將會在圖書館中得到廣泛應用[30-32]。LSP具有傳統圖書館信息管理系統（ILS）所不具備的多種優勢，它是以云計算SaaS、PaaS和IaaS理念為基礎，通過互聯網提供圖書館軟硬件資源的建設、管理、維護與服務。國內外很多高校圖書館都在逐步嘗試向LSP升級轉型。如威尼斯大學圣三一學院、北京師范大學等圖書館已升級至Ex Libris的Alma和Primo平臺；荷蘭奈梅亨大學圖書館已采用OCLC WMS平臺；英國利茲大學圖書館采用Sierra LSP服務平臺[32]。在線身份是互聯網發展科學化與網絡行為規范化的重要標準。圖書館可以通過互聯網在線身份審核、驗證用戶身份和行為，獲取其社交關系、觀點、興趣與愛好，也可幫助用戶構建、管理與維護其在線身份，目前國內外已有許多大學圖書館在開展此類研究，如澳大利亞昆士蘭科技大學、美國德州A&M大學和佛羅里達州立大學等圖書館。

前面提到數字技術平臺是圖書館未來發展三大趨勢之一。圖書館技術體系發展必然需要大量核心數據、先進存儲計算能力，以及智慧泛在的知識服務生態系統架構，數字技術平臺正是為此而生。它為離散式的傳統基礎技術架構向智慧泛在的知識服務生態系統架構轉型，為用戶與虛擬知識服務空間之間搭建橋梁奠定了技術基礎。根據《報告》和《曲線》來看，它正沿著技術成熟度曲線迅速移動，其業務構成大致可分為信息管理、沉浸式體驗、數據分析與智能化處理、智慧感知與物聯、業務生態系統等五大模塊。

4 圖書館未來的技術應用發展趨勢及研究方向

4.1 主要技術發展趨勢

4.1.1 戰略技術體系是未來5-10年圖書館技術發展的主要趨勢

過去十年中，圖書館已迎接了虛擬化技術、移動互聯網、社交網絡、云計算、大數據、物聯網等戰略技術信息浪潮一波接一波的沖擊，信息技術也在圖書館理論、技術與應用研究過程中不斷綻放出旺盛的生命力和競爭力，主導著過去十年圖書館的技術應用與發展。未來5-10年，新興戰略技術趨勢也必然會持續發揮作用。

戰略技術趨勢將繼續引領圖書館的技術應用與發展方向。根據McKinsey公司2016年發布的信息技術預測，未來十年人工智能、大數據和物聯網等信息產業可能會產生6-15萬億美元的經濟效益。人工智能、虛擬現實、增強現實與區塊鏈等信息技術潛力尚未完全發掘，而數字孿生、量子計算等信息技術還處于孕育狀態，戰略技術在未來10年甚至更長時期內仍是主角。圖書館的技術應用與發展依賴于信息產業、信息技術的發展，其發展遵循戰略技術趨勢發展的客觀規律。

圖書館的技術應用與發展會從深度和廣度兩個維度來展開。（1）從深度上來分析，過去支撐圖書館的技術應用與發展的關鍵性信息技術是互聯網、數字圖書館、移動互聯網、云計算、大數據與物聯網等。人工智能、數字孿生、虛擬和增強現實等盡管具有較大發展前景，但在過去幾年里還沒有成為圖書館的支撐性基礎技術，而從基礎理論到產生重大影響的支撐技術一般需要2-10年；（2）從廣度上來分析，數字圖書館、移動圖書館、云計算和大數據等關鍵性技術是經過了較長時間的技術應用和發展，才開始逐漸產生巨大的經濟效益。目前十大戰略技術趨勢在未來2-10年內會遵循S曲線全生命周期發展規律，在此期間圖書館的技術應用與發展仍將會以螺旋式上升滲透為主要特征。

對于圖書館而言，現在圖書館技術應用與發展僅僅相當于第二次工業革命的“電氣時代”，戰略技術趨勢在圖書館中的全面應用還有很長的路要走。endprint

4.1.2 人機物深度融合的智能技術是未來2-10年圖書館技術發展的主要趨勢

目前幾乎所有技術預測報告和技術趨勢分析中，都認為人機物深度融合是未來信息技術的最主要發展方向，與之相匹配的人機物三元智能計算是技術應用與發展的主導性技術，圖書館也不例外。它的主要技術特征是萬物智能互聯互通，將人工智能、數字孿生、虛擬和增強現實等技術從傳統信息空間或物理世界的一元計算模式延伸到人類社會（人←→用戶）、虛擬信息空間（機←→互聯網）、現實物理世界（物←→圖書館）的三元世界，從而形成人機物三元智能計算。

人機物深度融合的智能技術能擴大圖書館的技術應用與發展動能，加快服務創新步伐。過去二十年，信息技術是圖書館管理與服務創新的重要驅動力，創造了數字圖書館、移動和微信圖書館、社交媒體等技術革新形式、資源建設模式，以及與之對應的服務創新模式，讓用戶可以共建共享共用人機物深度融合環境所提供的軟硬件設施資源、信息資源和網絡服務資源。未來2-10年，與信息技術飛速發展相匹配的智能軟硬件設備、芯片、系統、環境和模式也將進入全新發展階段，使得圖書館未來的技術應用與發展能延續和增強信息技術發展動能，并在軟硬件核心技術、數字技術平臺等方面彌補其發展短板，進而加快其服務創新發展步伐。

4.2 主要研究方向

需指出的是，歷年《報告》中所提出的十大戰略技術趨勢彼此之間不是獨立存在的，而是相互支撐、相互依存、相互促進，具有較強的延續性和繼承性。圖書館技術應用與發展體系需有效整合移動互聯網、云計算、大數據和物聯網等現有技術，大力發展人工智能、數字孿生、虛擬和增強現實等新興技術?；诖?，本文總結了圖書館未來的技術應用與發展的一些研究方向，以供研究者借鑒參考。

（1）圖書館人工智能軟硬件體系的基礎研究。人工智能作為圖書館未來最具創新性、顛覆性和前瞻性的戰略技術，它除了理論與技術體系（包括深度學習、神經網絡和自然語言處理等）、應用與實踐體系（包括對話系統、信息智能推薦系統、虛擬個人助理和智能知識服務顧問等）、核心業務體系（包括智慧知識服務、大數據智能理解、學習、預測、分析與決策體系等）等之外，還包括智能化物理設施（包括智能機器人、智能服務空間、智能無人機、自動駕駛汽車、神經形態硬件等）。目前圖書館在人工智能體系的基礎研究方面還比較少，特別是針對宏觀和中觀層面的基礎研究更加匱乏，因此構建包括理論、技術、應用與設施等軟硬件在內的一套科學、完整和系統的圖書館人工智能軟硬件體系，就顯得非常有必要。

（2）透明交互的圖書館沉浸式體驗模式的應用研究。虛擬/增強/混合現實、人工智能、大數據、人機交互等理論與技術的迅速發展，使圖書館沉浸式用戶體驗技術成為現實。透明交互的沉浸式體驗模式能改變圖書館、信息資源與用戶之間的交互、融合與關聯方式，會在其知識服務、知識消費與知識管理過程中構建起公開透明、虛實交融、情境感知的場景，并能將對應的知識全生命周期管理與服務過程變得智慧化、情境化和透明化。

（3）數字孿生在圖情領域的理論與應用研究。數字孿生具有一套完整的理論、技術與應用體系，在工業、軍事和航空航天等尖端科技領域得到了初步應用，盡管《報告》與《曲線》認為它仍處于技術萌芽階段，在圖情、信息管理等領域尚未被廣泛研究和應用，但根據其理論與技術特征、現有典型案例的研發與應用情況來看，它在數字人文、文化遺產數字化、圖書館虛擬/增強/混合現實環境建設等領域具有巨大的理論研究價值與應用實踐意義，是值得圖情領域研究者密切關注與研究的重點。

（4）區塊鏈與在線身份在圖書館中的應用研究。本文分別對區塊鏈、在線身份進行過分析，且簡單描述了二者之間的關聯關系，并簡要描繪了它們在圖書館中的應用場景。但區塊鏈作為一種信息技術以及比特幣底層技術的核心，它的應用絕對不僅僅局限于經濟、金融領域，其核心理論、技術具有極強的普適性，而圖情界研究者并不需要對其核心技術、算法進行過于深入的研究，但卻有必要了解其理論、技術與應用體系，深入掌握其應用、服務與構建模式，并采用對應的技術、理念、方法和模式，用來解決圖書館未來的技術應用與服務創新所面臨的各類理念與技術問題。

5 結語

《報告》與《曲線》公布的十大戰略技術趨勢體現的是對信息科學、科技創新領域未來技術發展的展望與預測。圖書館歷來都與信息科學、科技創新領域保持著密切聯系，也是各類信息技術的響應者、倡導者與實踐者。以十大戰略技術趨勢為引導，結合圖書館實際情況，來探討圖書館未來的技術變革與發展，也充分闡釋了圖書館學研究的解放思想、與時俱進和實事求是的學科特征，體現了圖書館人敢于創新、勇于創新的行業特征，有助于提升事業核心競爭力、激發其生命力，培養其創造力。目前，國內外大部分圖書館都處于轉型升級的關鍵階段，各類圖書館如何結合其實際情況，把握戰略技術飛速發展的大好機遇，制定并實施其未來5-10年發展的戰略技術規劃，促進圖書館資源建設、管理與服務模式的升級轉型，就成為值得關注的重點課題。

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作者簡介：李晨暉（1984-），女，桂林理工大學現代教育技術中心講師，研究方向：知識服務；張興旺（1982-），男，桂林理工大學圖書館副研究館員，研究方向：數字圖書館；秦曉珠（1963-），女，桂林理工大學圖書館副研究館員，研究方向：信息服務。endprint