基于元宇宙視域的智慧圖書館服務模式分析

韓旭

(廈門市圖書館 福建廈門 361000)

當前互聯網熱議話題之一無疑是元宇宙，隨著數字孿生、人工智能、AR/VR/MR等現實理論與技術的持續突破，元宇宙從夢想照進現實，成為互聯網炙手可熱的研究課題。從智慧圖書館發展歷程得知，物理空間、用戶個體與虛擬空間合一會成為未來智慧圖書館服務與資源的主要傾向點，只有實現三方同步融合與互聯才能更好地推動智慧圖書館建設。元宇宙所具有的物理持久性、共享性、感知性等特征可成為探究智慧圖書館服務模式切入點，所以，探究元宇宙與智慧圖書館融合結構體系對推動智慧圖書館服務模式改進及發展有著重要現實意義。

1 元宇宙概述

在當今語境下，元宇宙內涵也逐漸超越小說《雪崩》中作者描寫的元宇宙范疇，已朝著多領域延伸并成為數字經濟產業鏈與創新的驅動力，為人類社會轉向數字化提供新方向。

相關研究者認為元宇宙共有以下特征。

（1）身份。創造不受任何限制的自由虛擬形象，為現實世界用戶的另一種全新人生。（2）朋友。用戶通過社交網絡實現跨時空多維度社交。（3）隨地。用戶可不受時空限制隨時出入。（4）沉浸感。虛擬與現實世界的無縫隙連接。（5）多元化?？缭浆F世界的多元與自由。（6）經濟。用戶創造的原生態內容成為與現實世界經濟緊密聯系。（7）低延遲。運用邊緣計算與5G 等技術消除虛擬世界的失真感。（8）文明。元宇宙最終發展方向即創建文明體系。

從事元宇宙設計的相關企業從以下層次劃分元宇宙市場價值鏈：體驗—發現—創作者經濟—空間計算—去中心化—人機交互—基礎設施。上述價值鏈包括從初期基于用戶端獲取體驗，再經歷對該科技體驗。在創作者支撐及去中心化基礎上構建未來元宇宙。所謂元宇宙即構建虛擬空間，該空間因具有較強的持續性，所以保持對現實世界感知。在此之中樹立共建共享思想價值觀，并將大數據、人工智能、區塊鏈、3D 引擎、VR/AR、5G 等技術融入其中，形成集數字資產、市場、貨幣、創造、消費等眾多因素涵蓋其中的新經濟模式。

2 元宇宙智慧圖書館技術方向

2.1 全新VR圖書館虛擬環境

圖書館領域從Second Life UI 已嘗試對虛擬世界中圖書館形象進行設想，期望未來圖書館集數字圖書館、紙質圖書館、虛擬圖書館等多種形態于一體，因此，虛擬現實技術是實現元宇宙圖書館的基礎技術[2]。VR圖書館運用3D數字化與VR人機交互等技術方式為讀者打造真實情境，使讀者產生身臨其境之感，以第一人稱全方位查看圖書館館藏、環境及高科技設施。對VR圖書館而言，未來要突破的問題即瀏覽與檢索中的智能化操作載體與三維可視化等問題，以及運用VR提取和處理圖書采訪、編目、分類、流通、典藏等基本流程場景信息。與此同時，還可借助VR集成多學科研究與技術成果，讀者運用計算機VR技術訪問、檢索、瀏覽圖書館全部資源，甚至還可運用數字化網絡技術控制超時空模擬場景?；谛畔鞑W層面分析，VR圖書館屬于高級感知傳感信息服務類型，智慧圖書館在未來發展中需廣泛深入探究元宇宙VR 技術及其應用于多個服務場景的實踐。

2.2 數字孿生技術

近年來，互聯網領域廣泛關注數字孿生技術，甚至將該技術列為戰略性技術趨勢。一些研究者認為，數字孿生技術廣泛應用于綠色圖書館建設、圖書館設施健康管理、在線學習支持服務、用戶畫像及評估、創客空間建設、提升用戶信息素養及再現圖書館文化遺產等方面[3]。也有研究者認為，數字孿生圖書館包括數字孿生模型、圖書館物理實體、圖書館孿生大數據及數字孿生服務體系等要素，具有虛實融合、實時全要素映射、由實入虛、以虛控實、軟件定義、孿生大數據驅動、全域智能干預與管理等顯著特征[4]。如果說元宇宙是由不同系統與信息組成的復雜化網絡，那么數字孿生技術則是該元宇宙視域下的核心技術，通過數字孿生技術構建面向數字讀者與虛擬環境的知識服務引擎，滿足元宇宙原始群體對圖書館服務轉型升級需求。

2.3 人工智能與虛擬環境下學習支持

當前圖書館廣泛應用人工智能技術，涉及智能導覽、客服咨詢、圖書分揀、智能芯片RFID等智能硬件等方面。相關研究者指出，圖書館因人工智能技術引入實現智慧圖書館系統管理分析、智慧檢索、數字資源整合等。與此同時，人工智能技術也廣泛應用于圖書館資源采購與訂閱，例如：美國學術圖書館運用AI 技術專家選書系統實現高效選書與訂購并與圖書館管理集成系統相結合，高效完成圖書采購、編目、跟蹤、付款及發貨等業務。隨著自然語言處理技術快速發展，根據自然通信語言開發的圖書館行業軟件系統得到利用，人工智能技術越來越多地出現在智能學科服務（文獻綜述、科技查新、學科發展態勢預測）、文獻自動標引等場景中。自然語言處理、人工智能與元宇宙環境是消除人際溝通交流障礙的重要技術，也是為讀者提供虛擬環境支持下的學習技術，所以，圖書館需與多方廣泛融合強化對相關理論與應用探究。

3 圖書館元宇宙體系架構

元宇宙發展的第二個階段即基于元宇宙概念的智慧圖書館，該階段是在真實互聯網下賦能于現實工業與生活，能使人們工作與生活發生改變方式。一般元宇宙智慧圖書館平臺體系結構有以下層級。

3.1 物理層

圖書館元宇宙基礎組成即物理層，該層次由感知設備與數字化設施構成，數據產生、存儲、分析、應用均與物理層有著緊密聯系。在感知設備方面，即工作人員運用RFID、移動終端、攝像頭、傳感器、GPS 定位器等設備高效率識別分析圖書館不同層面事物，構建圖書館元宇宙信息與數據也可通過感知設備獲取。在數字化設施層面則以云化架構、云計算中心、邊緣計算中心、5G、AioT 等電子設備為主。尤其蓬勃發展的5G技術負責打通圖書館元宇宙通信渠道，為圖書館實時傳輸海量數據。邊緣計算中心與云計算負責為大量數據處理提供充足算力，結合智慧圖書館業務場景設計符合圖書館云宇宙特征運化結構。AioT在云端與邊緣存儲從物聯網收集而來以及該網絡環境中產生的多維度數據，旨在智慧圖書館數據智聯化[5]。

3.2 軟件層

軟件層功能即對從物理層獲取的數據展開加工與處理分析，基于物理層結構和功能建構圖書館元宇宙基礎設施，作為引擎驅動器引領整個圖書館元宇宙運作[6]。軟件層包括應用與系統軟件子層級，其中應用軟件包括同步擬真、即時通信、3D 模型、EOP（生態運營平臺）、環境傳感等眾多軟件。該軟件即負責開發圖書館元宇宙并實現相關特定功能，尤其物理層與現實應用場景連接的重要方式即合理應用軟件。

3.3 數據層

數據層由數字模型、數字孿生、各類數據中心、數聯網等不同功能模塊，該層次可高效處理數據互通互聯問題，實現數據存儲、傳遞、管理、集成等多項目標，以強有力數據支撐數據圖書館正常運行。數聯網即通過深度學習、數據挖掘、神經網絡等技術與算法等明確智慧圖書館物理空間潛在聯系，進而有效改善智慧圖書館物理空間[7]。數字孿生即對智慧圖書館實時數據、圖書館實體外部環境及歷史狀態進行動態復刻，由此構建智慧圖書館與現實圖書館相契合的數字孿生體，為智慧圖書館提供更為精細化的管理服務。數字資產交易底層平臺即數字資產中心，運用區塊鏈技術以數字化形式呈現資產，針對虛擬電子形式的各類非貨幣性資產數據實施統籌管理。數據中心負責存儲與匯集圖書館元宇宙海量數據，以原始要素服務于數據應用。

4 基于元宇宙視域下智慧圖書館服務模式

4.1 沉浸式智慧圖書館服務體驗

智慧圖書館服務未來發展核心特征即沉浸式體驗，用戶在圖書館元宇宙中沉浸于虛擬世界中并感受其智慧交互、拓展現實、全息通信、感官互聯等多等服務[8]。圖書館元宇宙與用戶間的橋梁為沉浸式交互設備，該設備不僅能為用戶提供順暢、真實且持久的交互體驗，更能讓用戶持續感知真實世界，充分滿足用戶對虛實融合下的圖書館智慧服務需求。與此同時，圖書館元宇宙需從多層面連接現實與虛擬世界，并非簡單復制現實生活，集多元素于一體且形態成熟的圖書館元宇宙的逼真程度遠遠大于現實生活，此時凸顯空間感知、數字孿生、數字替身、手勢識別、動作捕捉等人機交互技術的蓬勃發展重要性。

4.2 聯通融合在線智能學習空間

圖書館元宇宙通過將學校教育空間、圖書館物理空間、個人學習空間相連接打造時空融合的在線智能學習空間，最大現代滿足用戶個性化知識需求。與此同時，各類數字學習資源在圖書館元宇宙中得到匯聚與連接，有效縮短知識生產、傳播及運用時空距離，更改變傳統模式下教師教學與學生學習方式，打造去中心化、民主開放且多元融合的新型學習模式。用戶圖書館元宇宙中可根據自身學習需求體驗不同情景學習活動，還可自主延展伸縮學習空間，在持續反思中建構知識體系，生成智慧。

4.3 開放化信息資源創造能力

圖書館元宇宙在專業生產內容方面對多模態信息資源實施融合、聚類及重組，并運用數字孿生技術建構立體化圖書館信息資源體系。在用戶生成內容層面，用戶在圖書館元宇宙中借助大量信息資源閱讀學習，激發學習興趣，積累知識資源，經發布課程信息、科研資源、文獻資料、建議觀點等個性化行為實現UGC 功能。UGC 創作門檻會因用戶應用AI 工具能力提升而大幅度降低，UGC 內容質量及相關資源數量也會因此得到有效提升。用戶在UGC 功能驅動下滿足自我表達與實現需求，強化用戶圖書館元宇宙建設參與感，為圖書館元宇宙蓬勃發展注入能量。

4.4 立體化用戶社交網絡體系

社交網絡因元宇宙出現從2.0 時代跨越至3.0 時代，社交網絡體系更從扁平化社交轉至沉浸式、多維度及立體化社交。和現實圖書館相比，圖書館元宇宙所構建的場所更加豐富，該虛擬場景集休閑、娛樂、社交、辦公、學習等于一體，用戶在虛擬與現實場景中可根據自身需求選取交互對象及交流方式，打造虛實融合、去中心化的且多層次的社交網狀結構，圖書館元宇宙與用戶、用戶間可實現非線性互動。用戶不僅會在此互動交流中生成大量信息，與用戶社交網絡有關的還有音視頻內容、學術文獻資源、虛擬經濟體系、辦公與會議系統、游戲活動等海量信息組成元素。

4.5 穩定安全的經濟運行系統

元宇宙附帶的經濟體系與貨幣均為自帶形式，一般以統一貨幣形式確定其所創造的活動價值與工作服務內容。元宇宙虛擬數字化資源確認、權益保護、管理、使用等均需要非同質化代幣或非同質化權益作為技術支持[9]。同時，圖書館元宇宙不僅構建不同于實體圖書館且具有自身個性特征的經濟系統，采取區塊鏈技術開發去中心化內部流通貨幣，用戶在圖書館元宇宙中不僅可運用該貨幣消費，還可經相應比例將內部流通貨幣置換為可應用于現實生活的法定貨幣。毫無疑問，圖書館元宇宙發展前進不可缺少的驅動力即安全穩定的經濟系統，該環境下的虛擬經濟在一定程度上補充實體經濟，不會取代或破壞實體實體，還會在虛擬環境下活躍實體經濟，進一步規范化管理和衍生利用虛擬數字資源。

5 圖書館元宇宙建設面臨問題

智慧圖書館數字化轉型的終極形態則是圖書館元宇宙，該模式與數字圖書館相比具有顯著的可視化與具象化特征[10]。元宇宙為新興探究領域，其相關產業面臨較多的不穩定性，如果要想在智慧圖書館中廣泛應用元宇宙，就需更新思想觀念、創新技術，由淺至深健康有序發展。當前圖書館元宇宙建設面臨以下問題。

5.1 應用技術層面

目前圖書館元宇宙發展最大瓶頸無疑是技術局限性，大數據、人工智能、區塊鏈、AR/VR等底層技術和圖書館元宇宙實際應用需求存在差距較大。與此同時，圖書館元宇宙涉及多人在線、可編輯世界、VR/AR 入口、開放式任務、數據經濟系統、現實場景映射、去中心化認證、社交系統等多要素，正因如此使其在實際運行中對算力提出的要求較高，故而低成本算力資源與持續穩定算法為圖書館元宇宙實現縱深發展驅動力。

5.2 知識產權層面

元宇宙面臨的主要問題之一即知識產權，UGC 確權與追責因區塊鏈技術降低難度，然而卻無法對誰是UGC 初始創作者進行判斷，產品著作權與交易體制因此產生分離。圖書館元宇宙是集眾多因素的共享空間，該世界的創作者可以是每位用戶，大量UGC 產品因此產生，需要明晰的明權規則約束多人或獨立協作的UGC產品。與此同時，很多來自元宇宙的UGC產品可被用戶應用于現實生活，或來自改編于對應現實世界實體，上述應用和改編均跨越虛實邊界，較易引發知識產權糾紛，加大產權管理難度。

5.3 標準法規層面

規則與協議的制定有利于實現圖書館元宇宙與其他不同元宇宙生態系統連接。引領參與圖書館元宇宙建設科技企業間開展標準化合作并在此基礎上建立統一化的硬件、軟件、技術、內容、服務等行業標準體系。此外還需充分思考該如何妥善解決與有效防止圖書館元宇宙發展中產生的資源壟斷、數據安全、監管審查、經濟風險等一系列法律問題，所以需強化數字科學領域法律建設以及廣泛研究適用于圖書館元宇宙的法律、法規與制度。

5.4 隱私保護層面

用戶在圖書館元宇宙中產生沉浸式交互體驗感，故而需要大量且全面收集用戶社會關系、身份屬性、運動路徑、人際交互、所在場景、腦波模式、情感狀態、生理活動、生理特征等個人信息，再挖掘用戶個人信息數據并進行實時同步，有效滿足圖書館元宇宙正常運轉中對低層提出的數據資源需求。如上述用戶個人信息被濫用或泄露則會對用戶在現實中的生活造成嚴重影響，所以需要對用戶個人信息數據安全實施強化管理，避免出現信息濫用、泄露、丟失、篡改現象，僅能通過授權合法合規使用用戶個人信息數據。

6 結語

總之，元宇宙是近年剛興起的研究領域，其內容供給、技術水平、用戶體驗等和其他領域相比處于初級階段。蓬勃發展的科學技術以及人類思想理念更新，元宇宙以數字網絡形式融入人們工作和生活，更改變很多領域運作與組織模式。智慧圖書館也不例外，元宇宙的出現使智慧圖書館朝著虛實結合服務層面轉變，提升圖書館智慧服務水平。曾有人提到，如果有天堂，那必然是圖書館，處于元宇宙視域下的智慧圖書館為讀者構建寧靜自由空間，使人們在虛擬與現實共存的空間中恣意遐想，和美共生，成為寄托心靈精神家園。