一、背景

公共图书馆是阅读推广的主力军，在引导少年儿童阅读方面有着不可推卸的责任。绘本阅读是儿童阅读的重要载体，对激发儿童阅读兴趣、培养儿童阅读习惯起着重要作用。新西兰儿童文学研究学者多罗西·怀特说：“绘本是孩子在人生道路上最初见到的书，是人在漫长的读书生涯中所读到的书中最重要的书。一个孩子从绘本中体会到多少快乐，将决定他一生是否喜欢读书。”绘本具有图案清晰、色彩明丽、童趣十足的优点，符合儿童好奇心强、思维具体形象、以直观视角观察世界的特点。绘本立意深远，简洁的故事情节往往蕴含着深刻的人生哲理。阅读绘本，能为处于人生起步阶段的儿童打好基础。因此，利用绘本引导儿童爱上阅读是公共图书馆应积极探索的有效路径，具有重要的现实意义。

绘本阅读推广是公共图书馆常见的服务项目，但引入AI伴读机器人的形式尚不普遍。为提升少儿绘本阅读服务的质效，马鞍山市图书馆与安徽骞腾信息技术有限公司联合开发了一款新型AI伴读机器人自助借还系统——“小艾”伴读机器人。“小艾”伴读机器人是一款专为0-6岁少儿读者打造的伴读机器人，基于先进的人工智能图像技术，智能识别封面，翻开绘本即读，部分绘本支持手指指读。同时，配备专业录音室录制的质感人声，让孩子在阅读过程中身临其境。该项目可以解决以下三个方面的突出问题：

一是科技助力，解除家长伴读之困扰。随着现代科技的飞速发展，智能伴读功能得以应运而生。项目针对低幼儿童家长在陪伴孩子进行绘本阅读时所面临的一系列难题，如时间上的限制、朗读表现不够生动或是英文发音不准确等，通过智能伴读功能将问题有效解决。值得一提的是，智能伴读还能在一定程度上规避成人过度指导或指导不足所带来的虚假阅读现象，让孩子在更为自然、真实的环境中享受阅读的乐趣。

二是从屏幕回归纸质，重塑儿童的阅读习惯。在数字化日益普及的今天，越来越多的儿童被手机屏幕所吸引，而逐渐远离了纸质书籍。但从阅读的本质属性来看，纸质书籍所带来的阅读体验，是任何电子屏幕都无法替代的。该项目致力于通过伴读机器人独特的语音互动与卡通形象，增强阅读的互动性和趣味性，从而引导孩子重新回归纸质阅读。一方面有助于培养孩子的自主阅读习惯，另一方面也是对他们健康成长的守护。

三是科技赋能，解决图书馆人力不足的瓶颈。针对图书馆人力资源紧张的问题，项目通过引入先进的物联网技术和支付分信用机制，创新推出了自助借还功能。这一功能使得读者在短短30秒内自助完成免押金租借或归还机器人的操作。这种高效便捷的自助模式，不仅极大地提升了读者的借阅体验，更为公共图书馆解决了人力资源不足的难题。

二、主要做法

（一）项目建设内容及实施过程

AI伴读机器人自助借还物联网系统，于2023年4月正式上线，目前已经识别六万多册常见绘本。其中，自助借还柜主要用于存放并管理“小艾”伴读机器人的自助借还，全程无需人工干预。借还系统连接海量少儿数字资源与设备管理，实现读者随借、随还、随充。“小艾”伴读机器人，可以随时随地畅享高品质绘本陪伴阅读。

1．精心谋划项目建设内容

马鞍山市图书馆积极探索公共文化服务与现代科技深度融合发展的新路径，广泛应用人工智能、物联网、大数据等一系列信息技术，围绕五个方面内容打造AI伴读机器人项目。一是注重硬件系统设计，设计并开发伴读机器人自助借还柜，包括柜体外观、内部硬件结构、传感器配置等；设计物联网通信模块，确保机器人与借还设备、服务器之间的数据通信。二是注重软件系统开发，开发自助借还设备的管理软件，包括微信信用分系统对接、用户身份认证、机器人信息管理、借还记录查询等；开发物联网平台，实现机器人与借还设备的数据同步、远程控制等功能。三是注重数据库设计，设计并建设用户信息数据库，设计并建设机器人及借还柜设备的信息数据库、日志数据库。四是注重系统集成与测试，将硬件系统和软件系统进行集成，确保各模块之间的协同工作；进行系统测试，包括功能测试、性能测试、安全测试等，确保系统的稳定性和可靠性。五是注重运营与维护，制定系统的运营策略和维护计划，确保系统的正常运行；定期对系统进行更新和维护，修复潜在的安全漏洞和性能问题等。

通过为少儿读者营造动态交互、沉浸体验的知识获取与交流环境，最大限度发挥图书馆文化空间价值，让读者深度体验图书馆智慧化转型所带来的优质便捷普惠服务。

2．精准推动项目实施

项目初期，马鞍山市图书馆围绕伴读机器人助力绘本阅读服务这一需求，调研了25家各级别公共图书馆，针对各馆提出的机器人借还、损坏、设备维护等问题，经长时间讨论和充分实验，最终确定了项目的雏形和开发方向——低成本运营维护、耐摔耐用且功能符合要求的机器人、微信支付分信用体系等。

首先，根据需求分析结果，进行系统设计和开发，分配开发任务，组织开发团队进行开发工作。其次，对开发完成的系统进行测试，发现并修复潜在的问题；根据测试结果进行系统优化，提高系统的稳定性和性能。再次，将系统部署到实际环境中，进行试运行，根据试运行结果进行调整和优化，确保系统稳定运行。最后，实际试运行与优化升级，定期收集读者用户反馈和系统运行数据，进行性能分析和故障排查。根据分析结果进行系统维护和升级，提高系统的稳定性和性能。

（二）项目功能作用及技术应用

1．充分发挥项目功能作用

突出伴读功能。“小艾”伴读机器人是一款专为0-6岁少儿读者打造的伴读机器人，基于先进的人工智能图像技术，智能识别封面，翻开绘本即读，部分绘本支持手指指读。同时，配备专业录音室录制的质感人声，让孩子在阅读过程中有身临其境的感受。目前，该机器人已经识别了六万多册常见绘本，数字还在持续增加。

突出智能语音交互功能。“小艾”伴读机器人不仅可以帮助儿童阅读绘本，还是一本百科全书。它支持连续对话的智能语音交互，拥有一个云端知识库，可以回答孩子们的各种问题，无论是天文地理还是日常生活问题。同时配备海量免费优质音频资源，帮助孩子磨耳朵，让阅读不再枯燥。

突出自助借还功能。读者使用微信扫描柜体屏幕二维码，授权登录后选择想要租借的机器人所在格号，系统将引导读者进行微信支付积分免押金租借，按照系统提示进行操作即可完成租借。

使用微信扫描柜体屏幕二维码，手机端将会直接进入租借的机器人订单，点击手机屏幕的“立即归还”，系统将自动选择空格口打开，插上线关上门，归还成功。

2．突出技术应用

（1）自助借还技术

该系统结合了智能技术和物联网自动化设备，采用了先进的自助借还柜。读者通过微信支付积分授权免押金完成借还服务，30秒即可完成授权使用，完成免押金租借或归还。

硬件：自助借还柜采用合宙4G模块通信基于RS-485的ModbusRTU串行通讯，使用Cat1的低功耗降低日常设备运行功电量损耗。通过MQTT协议实现远程控制开启柜门、关闭柜门以及读取柜门状态等功能。

软件：采用SrpingBoot作为整体框架，包含后台管理系统可实现快速部署、上架，减少人力时间等成本。前端采用小程序作为用户端，使用便捷的微信免押金支付，支持用户一键手机号登录。一旦微信支付分授权确认，系统将自动开启相应的柜门，生成其订单信息。后台具备设置租借规则、订单管理、设备管理、系统监控等核心功能。租借到期前3天，系统将自动短信提醒读者。归还机器人时，系统会自动统计租借时间和租借时长，判断是否产生逾期费用。

（2）伴读机器人技术

伴读机器人应用了新一代人工智能技术，包括语音识别、图像识别、人机交互和智能推荐等。

语音识别：伴读机器人通过识别儿童的语音，与儿童进行有效地互动，实现人机交互。

图像识别：利用伴读机器人前端的摄像头识别绘本的图案以及各页图书，实现阅读绘本的功能。

人机交互：伴读机器人可以与儿童进行合理有效的交流互动。

智能推荐：配套APP和微信公众号会基于大数据，多维度对儿童阅读情况进行分析，为儿童推荐合适的绘本，提供个性化的阅读服务。

（三）项目运行管理

该项目结合了智能技术和物联网自动化设备，采用了先进的自助借还柜。读者通过微信支付分授权免押金完成借还服务，30秒即可完成授权使用，完成免押金租借或归还。一旦微信支付分授权确认，系统将自动开启相应的柜门，生成其订单信息。后台具备设置租借规则、订单管理、设备管理、系统监控等核心功能。租借到期前3天，系统将自动短信提醒读者。归还机器人时，系统会自动统计租借时间和租借时长，判断是否产生逾期费用。

一是用户身份认证与授权。利用微信信用积分体系，建立用户身份认证和授权机制。确保只有符合条件的用户才能开通和使用智慧化项目，保护项目的安全和稳定。

二是信用积分管理。制定信用积分管理规则，明确积分的获取、使用和扣除方式。根据用户在智慧化项目中的行为和表现，进行相应的积分奖励或扣除，促进用户的积极参与和合规行为。

三是服务质量监控与提升。建立服务质量监控机制，定期对智慧化项目的运行情况进行评估和分析。收集用户反馈和意见，及时改进和优化项目功能和服务，提升用户体验和满意度。

（四）项目建设资金及日常运营维护资金投入

本项目由马鞍山市图书馆提供项目建设需求并配合落地测试，由骞腾负责系统开发和技术支持。该项目的成果源代码归马鞍山市图书馆与骞腾共同所有，马鞍山市图书馆支付5万元作为本项目建设成品的购置费用。

根据合作协议，项目质保期一年，质保期内自助借还柜及所有机器人均须确保正常使用。质保期外，针对有故障可维修的机器人，只需支付维修费用。

（五）项目创新突破

一是自动化与智能化融合。通过结合绘本阅读机器人和自助借还设备，项目实现了自动化和智能化的融合。绘本阅读机器人可以为用户提供智能化的绘本阅读体验，而自助借还设备则实现了借阅和归还的自动化管理，提高了服务效率和用户体验。

二是智能语音交互链接云端知识库。“小艾”伴读机器人不仅可以帮助儿童阅读绘本，还是一本百科全书。它支持连续对话的智能语音交互，拥有一个云端知识库，可以回答孩子们的各种问题，无论是天文地理还是日常生活问题。同时配备海量免费优质音频资源，帮助孩子磨耳朵，让阅读不再枯燥。

三是提升便捷性与效率。自助借还设备为用户提供了便捷的借阅和归还服务，无需排队等待人工服务。用户可以通过简单的操作，自助完成绘本的借阅和归还流程，节省了时间和精力。

三、实际效果

该系统于2023年4月初正式上线，截至2024年4月底AI伴读机器人设备已经借阅1667人次，设备上线以来，马鞍山市图书馆绘本室人均借阅册次由年初的13册次提升到28册次，显著地提升了马鞍山市图书馆绘本室的图书借阅总量。

（一）经济效益

伴读机器人的免费租借模式可以节省家庭伴读的成本，对于不确定阅读需求或经济条件有限的家庭来说具有经济实惠性。

伴读机器人云平台资源不仅能够为公共图书馆提供额外的阅读资源，而且能充分利用现有的图书馆纸质馆藏，提高图书馆资源的利用率，从而提高了图书馆的运营效益。

伴读机器人的引入促进了科技行业的发展，推动了创新，并为相关产业带来商机和经济增长。

（二）社会效益

1．伴读机器人通过创新的互动方式吸引孩子们主动参与阅读，有助于培养他们的阅读兴趣和习惯，为社会培养更多热爱阅读的小读者。此外还可以帮助孩子们拓展AI技能的初阶应用，培养探索求知的意识。

2．家长与孩子一起借助机器人进行阅读与互动，不仅有利于亲子关系的加强，更为孩子们提供了良好的成长环境。

3．新型的阅读方式也将吸引更多的儿童和家长参与到绘本阅读活动中来，拓展图书馆信用借阅体系的服务范围，提升了公共图书馆在儿童教育中的影响力。

4．这种新颖的技术手段不受地域、经济条件等因素的限制，因此理论上任何地区的儿童都能享受到同样质量的伴读服务，从而在一定程度上促进了教育资源的均等分配。

四、项目经验启示

本项目作为公共图书馆与企业合作的典范，不仅为公共图书馆服务模式带来了创新和效率提升，也为智慧图书馆的创新应用提供了宝贵的经验和借鉴价值。

1．突出模式创新：采用“公共图书馆+科技公司”合作模式，实现资源共享和互利共赢，推动公共图书馆服务的创新与升级。公共图书馆拥有丰富的资源和专业的服务经验，而企业则具备先进的技术研发能力和市场洞察力。这种合作模式有效地整合了双方的优势资源，推动了项目的顺利实施。采用免押金信用借阅的服务及实践，既是对读者信任的体现，也是提升图书馆服务智能化水平的重要举措。

2．突出技术创新：利用人工智能图像和语音识别技术，实现绘本的智能化识别和朗读；通过物联网技术和远程控制，实现自助借还设备的自动化管理。绘本阅读机器人可以为用户提供智能化的绘本阅读体验，而自助借还设备则实现了借阅和归还的自动化管理，提高了服务效率和用户体验。

3．突出用户体验创新：项目团队注重用户体验的优化，通过智能推荐、互动反馈等功能，为读者提供了个性化的阅读服务。这种关注用户体验的设计理念，使得绘本阅读机器人自助借还系统更加符合读者的需求和期望。

4．突出管理创新：建立用户身份认证与授权机制、信用积分管理体系和服务质量监控与提升机制，确保设备和项目的安全、稳定和高效运行。在项目实施过程中，项目团队充分考虑了安全保障问题，采取了多种措施确保机器人和借阅系统的稳定运行，同时也保障了读者的隐私和数据安全。