数字孪生赋能的图书馆智慧学习网络空间构建研究.pdf
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1、收稿日期:2023-06-27作者简介:林良金(1982),福建江夏学院图书馆馆员。数字孪生赋能的图书馆智慧学习网络空间构建研究林良金(福建江夏学院图书馆,福建 福州 350108)摘 要:数字孪生技术赋予了图书馆智慧化服务新的思路与途径,使图书馆智慧学习网络空间构建趋于全面、多元与智能。文章阐述了数字孪生赋能下图书馆智慧化服务的特点,分析了数字孪生技术赋能图书馆智慧学习网络空间的应用场景,并从物理空间、虚拟空间和数字孪生技术三个层面构建了数字孪生赋能的图书馆智慧学习网络空间,最后提出几点优化路径。关键词:数字孪生技术;图书馆智慧化服务;学习网络空间;虚实交互中图分类号:G250 文献标识码:
2、A 文章编号:1003-1588(2023)07-0109-05 图书馆智慧学习网络空间可以分为两大类:一类是基于 5G、数字孪生、数智融合等技术的空间建设,另一类是基于用户信息接受规律的图书馆智慧化服务机制,如构建用户画像、搭建智慧化服务场景1。本研究聚焦以技术为驱动的第一类智慧学习网络空间构建,阐述数字孪生技术对图书馆建设的赋能。数字孪生指的是对物理空间和虚拟空间资源的整合与利用,可以说数字孪生是实体资源(文献资源、空间资源、人力资源、设备资源等)的数字化表示,是投射的虚拟版本,图书馆可利用实时数据实现虚拟空间对物理空间的理解与分析。目前,数字孪生技术逐渐得到广泛应用,业界取得了很多经验和
3、成果,但不能否认的是作为一种新兴技术,数字孪生在图书馆智慧化服务结合过程中仍存在方向不明、挖掘不够深入等问题。为此,本研究尝试对数字孪生技术进行分析,构建数字孪生赋能的图书馆智慧学习网络空间,为图书馆的转型发展提供一定参考。1 数字孪生赋能下图书馆智慧化服务的特点1.1 虚拟空间与实体空间的交互融合 数字孪生视域下,物理空间与虚拟空间可以实现双向互动,即资源互通、场景共建,实现大数据的交互映射,见下页图 1。数字孪生技术能够满足图书馆智慧化服务的需求,使虚拟数字空间发挥与物理空间同等的作用与功效,模拟仿真技术使虚拟空间的构建精细逼真,且增强了对物理空间场景优化的决策支持。同时,在数字孪生技术的
4、驱动下,用户不必到图书馆即可通过 VR 进入图书馆的虚拟空间映射中,沉浸式获得阅读体验2。总之,数字孪生赋能下图书馆智慧化服务具有虚拟空间与实体空间交互融合的显著特点,这使其空间场景构建更具包容性、精准性与真实性。1.2 实现深度学习与自主优化 智慧图书馆与数字孪生技术的融合使其功能更加智能,数据计算和数据整合的能力得到大幅提升。图书馆智慧空间建设能够依托海量数据实现深度学习和优化,具体来说,图书馆系统获取虚拟空间传递的数据,归纳一段时间内出现的规律和问题,将虚拟场景映射到实体空间内,有针对性地提高空间建设水平,优化空间的资源配置3。同时,数字孪生技术还能将用户真实的场景需求传送到虚拟空间,对
5、学习网络空间进行快速、精准的转换与构建,达到线上线下、虚拟空间与实体空间的良性循环与智能性的迭代优化,充分把握数据规律,有效打造数据整合与深度学习机制。1.3 合理配置各类资源 数据是图书馆构建智慧化学习网络空间的核心,也是实现数字孪生技术的必要前提。在数字孪生视域下,图书馆智慧化服务可以被解构为四个部分:一是物理实体,包括物理空间和实体资源。二是虚拟空间,指通过数字孪生技术实现的901第 43 卷第 7 期河南图书馆学刊2023 年 7 月数据映射和构建的虚拟场景。三是服务系统,指支撑图书馆智慧服务的平台系统。四是三个部分融合运行而产生的数据,这是帮助图书馆作出决策的客观依据,是图书馆智慧化
6、服务优化的参考。图书馆智慧化服务的数据被集中处理,又反馈到四个部分的各个环节,在此过程中能够通过循环验证得到较合理的资源配置方案,用较低的成本换取资源配置组合的收益最大化4。总之,数字孪生赋能下图书馆智慧化服务的特点十分明显,随之而来的是图书馆服务优势的突出,图书馆可凭借以上特点打造多样化的服务场景,使智慧学习网络空间的构建更加精细化、高效化。图 1 图书馆孪生数据交互映射结构图2 数字孪生技术赋能图书馆智慧学习网络空间的应用场景2.1 依托虚实交互场景,拓展数字服务新领域 在数字孪生赋能下,图书馆应用多感官混合设备、智能感知和数据挖掘等技术,构建了智能化的显示系统,该系统以图书馆实际服务情况
7、和运行进度为基准,采用不同的表现手法将馆藏资源和图书馆服务分门别类地进行展示,可以分为书籍推荐、学术态势、图书馆动态、智能服务、热点追踪等板块,使线下线上同步联动、动态更新,揭示不同场域下图书馆的服务情况。此外,数字孪生技术以数据的挖掘、重组和流通为核心,其最大的优势在于将物理空间以数字化形态表现出来,拓展了数字服务的新领域和新功能,并借助 AI、VR 等先进技术,用直观的视觉图像展现出虚实交互的流动状态,表达出数据资源的流通情况5。图书馆借助三维的建模技术还能打破虚拟空间和实体空间的壁垒,使虚拟空间坐标和物理空间坐标准确对应,完成 1:1 还原的虚拟镜像。总的来说,数字孪生技术在图书馆智慧学
8、习网络空间场景的应用是宏观尺度与微观尺度的交互,精准还原实体空间的资源,赋予了图书馆智慧服务的内核,将多种科技元素和服务纳入虚拟空间,使网络空间的建设和服务能够得到有效提升6。2.2 助力业态体系重塑,实现图书馆服务创新 在数字孪生技术赋能下,图书馆能够借助文本、音视频等资源对数据进行萃取、挖掘、整理和分析,应用智能算法工具准确获取图书馆用户的记录,包括用户个人基本信息、行为轨迹、阅读偏好、历史数据等,并将这些个人数据映射到虚拟空间,聚合成为用户数据集7,图书馆则可以整合用户数据集与图书馆资源数据集,通过关联算法挖掘用户潜在的信息需求,进一步提升图书馆智慧学习网络空间的精准化服务效率。同时,通
9、过对两个数据集的计算和比对,图书馆有能力实现服务的创新,如:服务方式的创新可以为用户提供个性化指导、全程嵌入帮助、预测性服务等,使智慧学习网络空间的覆盖面更广,打造立体的业态体系。总之,基于数据孪生技术的基本原理,孪生数字系统能够变身为用户的随身小帮手,为用户量身打造资源内容和服务手段,依据用户对学习网络空间的需求创新多种场景,构建差异性明显、个性化增强的学习模型,契合不同学科或不同领域的学习逻辑。同时,这种学习模型并不是一011林良金:数字孪生赋能的图书馆智慧学习网络空间构建研究成不变的,而是在数字孪生技术动态获取数据的过程中进行实时检测、及时调整的,真正实现了图书馆的创新和蜕变,落实以用户
10、为主体、智慧化定制学习网络空间服务的原则,进一步助推业态体系的重塑,提升了用户知识信息萃取与转化的能力。2.3 实现智慧化管理,有效修补空间漏洞 数字孪生赋能的图书馆在进行智慧学习网络空间的构建与服务过程中,强调针对性和精准性,即针对用户的实际情况,复制独属于用户的孪生体。从微观视角看,数字孪生技术使图书馆能够拓展虚拟空间,打造出无数个用户专属的虚拟图书馆,在这一过程中,虚拟图书馆不断积累特定用户的兴趣偏好、阅读习惯、情绪特征、心理特征等,将这些数据都纳入数字孪生体上,构建类似于用户画像的数据库,勾勒用户的虚拟形象,从多个维度和层面清晰反映用户的整体面貌。同时,图书馆在数字孪生的虚拟空间中与用
11、户的数字孪生体形成映射关系,虚拟空间可以根据用户个人的数字孪生体反馈的数据,对图书馆服务状态进行有效检测8。以上过程基本上是自动完成的,图书馆只需设置数字孪生运行系统参数,即可在短时间内形成有序的运行规律,实现图书馆的智慧化管理。一旦在某一个环节出现了异常,系统能够智能判断症结所在并迅速作出反馈,图书馆则能准确并有效地进行漏洞修补,如修补用户数字孪生体或修补系统平台的漏洞,保障图书馆智慧学习网络空间全领域的智慧服务。3 数字孪生视域下图书馆智慧学习网络空间的构建 由以上分析可知,数字孪生赋能的图书馆智慧学习网络空间构建所必需的三个要素为物理空间、虚拟空间及数字孪生技术,具体框架见图 2。图 2
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