元宇宙与生成式AI驱动下的智慧图书馆交互共享空间再造与服务研究

李慧

摘要：文章在阐述相关概念的基础上，从智慧感知层、资源支持层、生成式AI知识创造层、元宇宙沉浸式场景服务层4个维度构建了智慧图书馆交互共享空间的体系框架，从空间服务、空间延伸、空间价值3个方面阐述了智慧图书馆交互共享空间的空间服务，旨在提升智慧图书馆的智慧服务效能。

关键词：元宇宙；生成式AI；智慧图书馆；交互共享空间

中圖分类号：G205文献标志码：A

0引言

随着元宇宙时代的到来，如何应用元宇宙和人工智能实现图书馆空间再造已成为图书馆界研究的重点课题，国内外众多学者对智慧图书馆空间再造理论进行了研究。2013年，美国图书馆协会（American Library Association，ALA）冬季会议对图书馆“创客空间”构建进行了探讨［1］；2018年，在北京举办的图书馆空间再造和功能重组研讨会着重对智慧图书馆科创空间构建进行了讨论［2］；美国哈佛大学图书馆智慧知识服务平台、赫尔辛基颂歌中央图书馆（Oodi Library）科学创新空间［3］都融入了人工智能技术，并通过元宇宙为读者提供沉浸式场景服务，使读者与智慧空间多维交互，实现知识共享。基于此，以智慧图书馆作为研究对象，着重探讨元宇宙和生成式AI驱动的交互共享空间再造与服务，对提升智慧图书馆知识发现能力、知识共享能力和提升读者的智慧知识服务体验具有重要作用。

1元宇宙与生成式AI

1.1元宇宙

目前，国内外学界对元宇宙尚无明确的定义。夏佳雯［4］从元宇宙的特征、适用场景和虚实共生的性质对元宇宙进行了定义：元宇宙是依托数字智能技术与现实世界链接、耦合、共生的数字虚拟世界，是对现实世界场景的补充。Enrico B［5］研究发现，元宇宙是基于现代数字智能技术构建，对现实世界进行映射的“数字孪生世界”，能与现实世界交互共生，并且具备新型的社会价值体系。方凌智等［6］对元宇宙作出了较为明确的定义：元宇宙是以多类数字智能技术为依托实现虚实融合的互联网应用的社会机制，基于VR/XR构建了全新的虚拟空间，应用数字孪生技术实现了虚实交互，应用区块链技术构建虚拟经济系统，使现实世界的经济、文化、社交和身份认证在虚拟世界得到全面映射，允许现实世界的个体参与到虚拟世界的构建与创造中。综合上述学者观点，本研究认为，元宇宙是多种数字智能技术的综合应用机制，基于AR、XR、区块链、AI、云计算、大数据实现新兴理念和概念具化。

1.2生成式AI

生成式AI是指应用大规模算法工具、数据模型、语义规则实现文本、图像、图片、视频、代码、音频等内容的技术［7］。美国微软人工智能研究院发布的《2023年十大新兴技术报告》指出，生成式AI是基于机器学习和自然语言交互学习大规模数据集构建新原创内容的新一代人工智能技术［8］。王静静等［9］认为，生成式AI是基于深度学习算法、人工智能工具，对大规模数据集训练而生产出的新的内容，以图像、视频、文本、代码创建出新的内容。郭春镇［10］研究发现，生成式AI应用生成式对抗网络（Generative Adversarial Networks， GAN）的深度学习和大规模分析进行新内容创造，GAN由2个神经网络组成，包括进行数据评估的鉴别器和生成数据的生成器，在数据生成过程中，生成器和鉴别器共同工作，生成器根据鉴别器不间断的反馈不断优化输出内容，直到生成与真实数据再无法区分的内容。

2元宇宙与生成式AI驱动的智慧图书馆交互共享空间的体系框架

智慧图书馆交互共享空间以传感器、移动终端、虚拟现实设备、全息投影设备、人工智能设备、互联网设备为基础，以元宇宙虚拟世界、虚拟场景、深度学习算法工具、生成式AI应用为主体，以促进图书馆实体空间和虚拟空间融合实现知识创造改善读者知识服务体验为核心宗旨的新型交互空间。

本文结合现有国内外智慧图书馆共享空间再造理论，针对智慧图书馆的特点，将交互共享空间划分为4层体系：智慧感知层、资源支持层、生成式AI知识创造层、元宇宙沉浸式场景服务层，如图1所示。

2.1智慧感知层

智慧感知层是智慧图书馆交互共享空间的底层框架，主要是在智慧图书馆实体物理空间集成了大量传感器、全景感知设备、情境感知设备对实体空间中物体及读者的位置信息、行动轨迹、运动态势采集分析，包括对物体的识别、读者情境感知、读者身份识别、读者位置标识、物体位置标识等，而分布在互联网空间的爬虫工具会对读者基本信息、教育背景、阅读历史、科研偏向、社交媒体信息进行采集和抽取，通过实体空间和互联网空间对读者的感知与多源数据采集，实现对读者阅读需求的预测、阅读偏好定位和科研习惯的分析。

2.2资源支持层

资源支持层是智慧图书馆交互共享空间的重要支持体系，主要依靠馆藏资源数据库、知识库、开放知识平台、科学数据库、文献资源数据库等组成，主要为生成式AI知识创造层提供知识资源和科学数据支持，使生成式AI能对大规模集成的知识集和数据集学习与训练，生成新知识。

2.3生成式AI知识创造层

生成式AI知识创造层主要是通过GAN、深度学习算法工具基于智慧感知层对读者需求的分析预测结果对智慧图书馆馆藏资源库、开放知识库、科学数据库、互联网数据库中的大规模数据集和知识集进行学习和训练，生成满足读者个性化需求的新知识和数据，并通过智能终端与读者交互，通过读者反馈结果对生成的新知识和新数据不断重组和优化，最终构建出最贴近读者需求的知识系统，供读者使用。

元宇宙沉浸式场景服务层是在对生成式AI知识创造层的新知识数据创造结果识别和使用的基础上，借助数字孪生技术、增强现实技术、虚拟现实技术、高维仿真技术、3D建模技术建立元宇宙智慧服务场景，基于读者的个性化需求为读者匹配知识生成服务方案，个性化推荐生成性新知识，使读者通过元宇宙虚拟数字化身、数字孪生体、数字生命体、沉浸式虚拟社区与AI快速交互、知识共享，快速解决学习与科研问题。

3元宇宙和生成式AI驱动下的智慧图书馆交互共享空间服务

3.1空间服务：智慧化的沉浸式交互场景服务

融入生成式AI和元宇宙的智慧图书馆交互共享空间借助生成式AI训练模型、AI训练系统、AI感知交互系统及元宇宙为读者提供多样化的智慧化沉浸式交互场景，使读者的交互共享需求、人机对话需求、知识共享需求得到全面满足。生成式AI通过对智慧图书馆馆藏资源中的大规模数据集和知识集进行训练和学习，分析读者的个性化需求生成新的知识，通过与读者不断交互，结合读者反馈对生成的新知识不断优化，使最终生成的知识最贴近读者实际。元宇宙赋予了智慧图书馆交互共享空间场景服务能力，读者通过可穿戴设备、脑机接口、神经感应设备以“数字孪生体”的形态进入元宇宙空间，生成式AI生成的新知识由高维仿真、3D建模、全息投影技术转换成可被元宇宙直接使用的场景数据，读者在元宇宙空间中可通过多样态的元宇宙场景实时获取知识，与生成式AI实时交互，对智能生成的数据知识优化调整，健全知识体系，并通过“元宇宙实验室”验证和使用，借助“元宇宙社区”与其他读者共享。同时，交互共享空间的智慧化沉浸式交互场景服务将智慧图书馆馆藏资源、历史文献、实体文献和数字资源转化为可供识别计算的元宇宙场景数据，并通过构建元宇宙场景知识数据库进行承载和存储，支持智慧化的知识化融合和生成式的知识应用，在馆藏资源、多源数据与元宇宙场景连接后，生成式AI借助大规模机器学习模型对知识数据集进行更深层次的挖掘、分析、学习和训练，将知识数据的潜在价值通过元宇宙场景知识图谱呈现出来，使读者能够更精准地探析知识的构成颗粒度和内在结构，通过挖掘知识间的关联关系，更有效实现知识增值。

3.2空间延伸：智慧化的全域场景交互空间再造

元宇宙和生成式AI驱动的智慧图书馆交互共享空间实现了元宇宙虚拟空间、实体空间、知识共享空间、科学创新空间、智慧空间、阅读空间、学习空间的全面融合，每一种类型的空间都在元宇宙世界中有与之对应的虚拟空间，读者既可以选择到实体空间阅读学习，也可以借助智能连接设备进入元宇宙虚拟空间阅读和学习。实体空间满足读者学习交流和体验式创新需求，包括多种馆藏资源、计算机软硬件设备、多媒体交流设备、智能学习终端、科创设备、3D打印设备、全屏展示设备等，使读者产生良好的学习体验。为了使读者具有舒适和谐的学习交流环境，实体空间还设置了智能温控系统、智能调节系统、智能借还系统、自助终端系统、阅读导航系统等，实现对室内空间的温湿度和光照智能调节，帮助读者快速借阅书籍。在元宇宙空间方面，高维仿真、全息投影、全景模拟、数字孪生等技术勾勒起与实体空间一一对应的元宇宙交互共享空间，虚拟场景、智慧场景、网络社区、数字城市、知识共享空间、社会公共空间融合在一起，与实体空间交互耦合，形成了虚拟和现实全面融通的智慧化全域场景交互空间，实现了空间、资源、服务、场景的全域共享，使生成式AI的知识创造在实体空间和元宇宙空间的不同场景与读者交互共享，使读者获得良好的知识服务体验。例如，美国普林斯顿大学图书馆将生成式AI与“图书馆元宇宙”结合，搭建了Future innovation科学创造空间，针对全球科学前沿动态构建了“科学数据元宇宙服务平台”，由AIChat学习模型对科学数据集训练，挖掘科学数据集的内在关联，建立新的知识体系，通过“元宇宙See社区”与科研用户交互共享。

4结语

生成式AI和元宇宙的快速发展使智慧图书馆的空间结构发生了根本性改变，从信息服务、知识服务、智慧服务发展成智慧化的沉浸式交互场景服务。实现智慧图书馆交互共享空间再造需全面融入元宇宙和生成式AI，认识到交互共享空间的特征，从智慧感知层、资源支持层、生成式AI知识创造层、元宇宙沉浸式场景服务层等方面着手重塑交互共享空间的体系框架，实现智慧图书馆交互共享空间再造。智慧图书馆交互共享空间服务需从空间服务、空间延伸等方面，将技术、资源、空间、读者全面融合起来，实现智慧化的沉浸式交互场景服务、智慧化的全域场景交互空间再造、元宇宙智慧文化价值的实现，进而为读者提供优质的元宇宙交互共享知识服务。

参考文献

［1］姚雪梅.人工智能与公共图书馆空间再造研究回顾与展望［J］.图书馆学刊，2019（3）：1-4， 31.

［2］璇琮坑.新时代图书馆的“颂歌”：芬兰赫尔辛基Oodi图书馆［EB/OL］.（2020-03-09）［2024-1-4］.http：//www.360doc.com/content/20/0309/20/13005549_898015950.shtml.

［3］新浪读书.2018图书馆空间再造与功能重组研讨会在北京成功举办［EB/OL］.（2018-12-21）［2024-1-4］.http：//book.sina.com.cn/news/whxw/2018-12-21/docihqhqcir9113899.shtml.

［4］夏佳雯.元宇宙的特征、风险及治理原则［J］.求索，2023（5）：68-73.

［5］ENRICO B. The God of Cosmologists and Philosophers： Christian Theology and the Multiverse Hypothesis［J］. Theology and Science，2023（1）：175-188.

［6］方凌智，劉明真，赵星.超越现实和虚拟：空间视角下的元宇宙治理［J］.图书馆论坛，2023（10）：108-116.

［7］赵浜，曹树金.国内外生成式AI大模型执行情报领域典型任务的测试分析［J］.情报资料工作，2023（5）：6-17.

［8］张嗣宏，张健.以ChatGPT为代表的生成式AI对通信行业的影响和应对思考［J］.电信科学，2023（5）：67-75.

［9］王靜静，叶鹰.生成式AI及其GPT类技术应用对信息管理与传播的变革探析［J］.中国图书馆学报，2023（6）：41-50.

［10］郭春镇.生成式AI的融贯性法律治理——以生成式预训练模型（GPT）为例［J］.现代法学，2023（3）：88-107.

（编辑编辑何琳）

Research on the reconstruction and service of interactive shared space in smart libraries driven by metaverse and generative AI

Li  Hui

（Jiangsu Medical Vocational College， Yancheng 224005，China）

Abstract：  Based on the explanation of relevant concepts， this article constructs a system framework for the interactive shared space of smart libraries from four dimensions： intelligent perception layer， resource support layer， generative AI knowledge creation layer， and metaverse immersive scene service layer. It elaborates on the spatial services of the interactive shared space of smart libraries from three aspects： spatial services， spatial extension， and spatial value， aiming to improve the efficiency of smart library services.

Key words： metaverse; generative AI; smart library; interactive shared space