面向视障人士的智能图书馆中的新兴技术：挑战与设计考量

《Journal on Computing and Cultural Heritage》：Emerging Technologies in Smart Libraries for Visually Impaired People: Challenges and Design Considerations

智能图书馆通过物联网、人工智能等技术提升视障人群的包容性，研究其自主访问、服务优化及技术挑战，提出整合智能座椅、多模态交互和自主机器人系统的综合解决方案。

　　新兴技术正在以多种方式重塑文化空间，为人们带来机遇的同时也伴随着挑战。这些技术，如自主机器人、扩展现实（Extended Reality）、人工智能（AI）、数字孪生（Digital Twins）和物联网（IoT），为文化空间的智能化发展提供了重要支撑。然而，如何确保这些技术能够被所有人，尤其是有特殊需求的人群，公平地访问和使用，成为当前需要重点考虑的问题。本文旨在通过系统性的文献回顾和当前趋势分析，探讨新兴技术在智能图书馆中的应用，特别是针对视觉障碍人群的包容性设计，讨论其中存在的开放性问题与挑战，并提出一种基于具体设计考虑的新颖方法，以期实现对视觉障碍人群的全面支持。

在当今社会，图书馆作为文化资源的集合、保护和传播机构，承担着教育、文化以及娱乐等多种职能。因此，与受众的沟通成为图书馆设计与活动规划中的关键因素。同时，图书馆的结构无障碍性以及对残疾人群的包容性也已成为其通信政策的重要组成部分。在这一背景下，新兴技术可以发挥关键作用，特别是在改善视觉障碍人士的体验方面。传统的辅助技术，如白手杖、盲文印刷和文本转语音（TTS）技术，虽然在一定程度上满足了需求，但面对现代复杂的挑战，这些技术已显得不足。随着数据网络的普及，人们对于信息的获取和处理方式正在发生变化，而物联网和人工智能的引入，使得信息的创建、推断和交换变得更加高效，从而影响着每一个文化活动的开展。

对于视觉障碍人士而言，他们通常在文化体验中被边缘化，尽管他们的期望和兴趣与普通人并无二致。因此，如何在图书馆这样的文化空间中提供更广泛的可访问性和包容性，成为研究的重点。本文的作者基于自身研究兴趣和专业知识背景，选择视觉障碍人群作为目标群体，并以图书馆作为文化空间的典型代表，以探讨新兴技术如何在这一特定领域中发挥作用。为了解决这一问题，作者提出了三个核心研究问题（RQs）：视觉障碍人士如何自主访问图书馆的物理空间？当前图书馆为视觉障碍人士提供了哪些服务？如何将新兴技术，特别是物联网和人工智能，用于支持视觉障碍人士的辅助技术？以及，这些智能图书馆是否真正实现了对视觉障碍人士的可访问性和包容性？

在研究方法上，本文采用系统性文献综述（Systematic Literature Review）的方法，基于四个阶段进行研究：研究设计、研究实施、创新提案的提出，以及结论和设计考虑。文献搜索涵盖了多个学术数据库，包括ACM Digital Library、Web of Science、IEEE Xplore、Elsevier Scopus和PubMed，同时结合了美国图书馆协会（ALA）和多家国家级或学术图书馆的网站信息。通过使用PRISMA方法，作者筛选了大量文献，确保了研究的科学性和全面性。此外，作者还与希腊的多个机构合作，包括希腊特拉凯大学的特殊教育系、雅典盲人特殊小学的教职员工，以及“盲人灯塔”组织，以获取更深入的实证数据。同时，还与希腊图书馆协会和雅典大学图书馆等机构合作，通过半结构化访谈和相关材料的提供，进一步了解图书馆在无障碍和包容性方面面临的挑战。

文献综述显示，目前关于视觉障碍人士在文化空间中的无障碍和包容性研究主要集中在无障碍导航系统、内容访问技术以及服务设计等方面。这些研究虽然提供了一些解决方案，但仍然存在诸多挑战。例如，现有的导航系统在精度、实时响应以及用户界面（UI/UX）设计上都存在不足，影响了视觉障碍人士的使用体验。此外，虽然一些图书馆已经开始使用物联网技术来优化服务，但它们在满足视觉障碍人士的无障碍需求方面仍然存在局限性，如缺乏详细的导航信息、无法提供全面的感官体验，以及在设备的可用性和设计上未充分考虑视觉障碍人士的特殊需求。

在文献分析的基础上，本文提出了一个名为“书籍之椅”（Throne of Books）的创新方案，旨在构建一个全面、智能、包容的图书馆环境。该方案的核心在于结合人工智能、物联网和语义网络技术，以提供多种感官通道，确保视觉障碍人士能够以最适合自己的方式与图书馆互动。系统包括一个智能座椅（throne sub-system）和一个智能机器人图书管理员（smart robotic sub-system），以及一个基于自然语言处理（NLP）和知识图谱的多聊天机器人（multi-chatbot system）。这些组件共同构成了一个高效的智能图书馆环境，能够为所有用户，包括视觉障碍人士，提供个性化、自动化和无障碍的服务。

智能座椅的设计考虑了多种感官输入和输出方式，包括视觉、听觉和触觉，以确保视觉障碍人士能够在图书馆中获得完整的体验。座椅内置的传感器和摄像头能够自动导航，同时结合AI技术，为用户提供实时的信息反馈。通过与多聊天机器人的协作，智能座椅不仅能够帮助用户定位书籍，还能提供个性化的推荐和咨询服务。而智能机器人图书管理员则负责书籍的识别、检索和交付，确保视觉障碍人士能够自主获取所需资源。

此外，本文还讨论了“书籍之椅”方案在实现过程中可能遇到的挑战。例如，如何确保不同技术之间的兼容性，如何优化聊天机器人的自然语言理解和交互能力，以及如何设计一个既满足视觉障碍人士需求又不会影响其他用户体验的系统。这些挑战需要通过进一步的技术研究和设计优化来解决，同时还需要考虑到系统的安全性和隐私保护，以及法律和伦理问题。

在结论部分，本文指出，新兴技术为文化空间的无障碍和包容性提供了新的可能性，但目前仍存在许多未解决的问题。通过“书籍之椅”方案，作者希望能够在技术、设计和用户体验方面实现突破，为视觉障碍人士提供一个真正开放和智能的文化空间。同时，本文也提出了未来的研究方向，包括进一步的技术开发、原型设计、系统评估以及法律和社会伦理问题的探讨。这些研究将有助于推动智能图书馆的发展，使其能够更好地服务于所有用户，包括视觉障碍人士，从而实现真正的包容性。