智慧博物馆——数字博物馆发展新趋势

智慧博物馆——数字博物馆发展新趋势陈刚摘要：从数字博物馆到智慧博物馆的发展是以人为本理念在博物馆领域深入实践和物联网等新技术在博物馆应用普及的必然结果。

本文简单回顾了数字博物馆发展历程，分析了从数字博物馆到智慧博物馆的发展趋势，提出了智慧博物馆=数字博物馆+物联网+云计算的智慧博物馆发展模式，最后讨论了物联网、云计算、移动互联、大数据技术集成应用对智慧博物馆建设和发展带来的挑战。

关键词：博物馆，数字博物馆，智慧博物馆，物联网，云计算近年来，博物馆领域新技术应用发展极为迅速。

虚拟现实、三维建模、泛在网络、物联网、移动互联、云计算、大数据等各类新技术应用大量涌现。

数字博物馆、虚拟博物馆、网络博物馆、掌上博物馆、新媒体博物馆、泛在博物馆、智慧博物馆等新概念层出不穷。

尤其是以数字化、网络化、虚拟化为特征的数字博物馆的发展，将“物”转化“数字”，极大地增强了博物馆展示的表现能力和交互能力，拓展了博物馆展示时间和空间。

数字博物馆的核心是数字资源，数字资源的采集、加工、传播与展示构成了数字博物馆的主要内容。

但是，数字化、网络化、虚拟化只是手段，为人类社会及其发展服务才是数字博物馆发展的根本目标。

“以人为本”理念在博物馆的深入实践和物联网等新技术在博物馆的普及应用，极大地推进了“以数字为中心”的数字博物馆向“以人为中心”的智慧博物馆的发展。

1、数字博物馆发展回顾数字博物馆早期发展主要受到数字图书馆的影响，强调以藏品资源数字化为主要内容。

一般认为，最早的数字博物馆实践是1990年美国国会图书馆启动的“美国记忆”计划。

该计划预期将美国国会图书馆珍藏的数百万件有关美国历史和文化的手稿、书籍、印刷文本、影像及录音等资源数字化，建立数据库，通过网络手段，让所有的学校、图书馆和家庭用户都能像那些公共阅览室的长期读者一样，便捷地接触到这些数字资源。

受此计划影响，1992年，联合国教科文组织启动“世界记忆”计划，在不同国家和地区的不同水准上，将全世界所有有形的和无形的人类文化遗产进行永久性的数字化存储和记忆，通过互联网实现资源共享。

藏品资源数字化是数字博物馆建设的基础性工作，但对海量资源的数字化是一项极其艰辛而漫长的工作。

由于技术发展的日新月异，数据采集方法和采集精度不断提升。

如为了采集藏品外观信息，照片拍摄精度在短短的几年时间内就从300万像素提高到2000万像素。

在不久的将来,二维拍照记录方式也许很快就会被三维扫描记录方式替代。

从某种意义上可以说，博物馆的资源数字化是一项永远也无法完成的工作。

因此，其后出现的虚拟博物馆、网络博物馆、移动博物馆、泛在博物馆等概念，实际上是人们在为数字博物馆发展寻求新的突破口。

虚拟博物馆强调采用虚拟现实等可视化技术增强展示的表现力；网络博物馆强调数字资源的传输、展示和共享的网络连接形式。

掌上博物馆、移动博物馆则更多地强调采用手机、平板电脑等移动终端设备来访问数字博物馆，构建可移动的博物馆。

泛在博物馆通过利用无所不在的互联网络和广泛存在的各类终端设备访问数字博物馆，强调博物馆无处不在的泛在特性。

1998年1月31日，时任美国副总统戈尔在《数字地球——理解21世纪我们所居住的星球》中，首次提出数字地球概念，通过用数字化手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化信息进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，以不同空间、时间、物质和能量的多种分辨率进行多维显示，并通过网络提供给需要的人们，为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。

此后，以数字地球理念为基础的数字国家、数字城市、数字校园、数字医院、数字社区等概念开始大量涌现。

数字地球的发展理念给数字博物馆发展和实践带来了重要启示——数字博物馆不应仅局限于馆藏资源的数字化，数字博物馆应该是对实体博物馆及其相关现象统一的数字化再现和认知。

这一认识实际上形成了数字博物馆发展理念上的一次重大飞跃。

数字博物馆发展理念开始逐渐回归到对博物馆收藏的人类及人类环境物证的深入认知上来，但对如何完成这一转变仍缺乏清晰的认识和明确的目标。

目前，国内数字博物馆的应用实践主要集中在以下三方面：（1）数字资源采集开发，通过藏品基本信息数字化、数字影像采集、三维建模等方式，获取藏品本体结构信息、功能性信息、环境联系信息以及时间记录信息等，构建以海量数据存储、非结构化影像数据处理、多维影像数据表现方式等为基本特征的数字博物馆信息资源平台。

（2）数字资源展示利用，综合利用Web页面、三维展示、虚拟现实与增强现实、大屏与环幕显示、触摸交互多媒体等技术，以及个人电脑、手机和平板电脑等终端设备，建立线上虚拟博物馆和线下数字展厅，提供数字化、网络化、虚拟化的藏品信息展示和体验服务。

（3）博物馆管理信息化，针对博物馆业务活动（藏品收藏、保管、研究和教育活动）和事务活动（机构、人员、经费、设施管理活动）实际需要，建立各类博物馆信息管理和服务系统，为博物馆工作人员和社会公众提供服务。

2、智慧博物馆发展趋势2.1 智慧地球的启示2009年1月28日，在美国总统奥巴马召集的美国工商业领袖圆桌会议上，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”概念：通过低成本的传感技术和网络服务，将传感器嵌入和装备到电网、铁路、建筑、大坝、油气管道等各种物体中，形成“物-物相联”，然后通过超级计算机和云计算将其整合，实现人类社会与物理世界的高度融合。

智慧地球理念得到了世界各国的普遍认可。

数字化、网络化和智能化，被公认为是未来社会发展的大趋势，而与“智慧地球”密切相关的物联网、云计算等，更成为科技发达国家制定本国发展战略的重点。

自2009年以来，美国、欧盟、日本和韩国等纷纷推出本国的物联网、云计算相关发展战略。

智慧地球的概念，同样被快速应用到智慧城市、智慧校园、智慧社区等。

一个智慧的系统应该具备以下三方面的特征：（1）更透彻的感知，即能够更加充分地利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程。

与数字系统具有明显区别的是：智慧系统的信息获取不再是以通过规模化的批量信息采集建立数字资源库为根本目的，而是更加强调对信息的实时采集、自动采集、按需采集，以及对某些专项数据的深入采集为主要出发点。

（2）更全面的互联，即指智慧的系统可按新的网络连接方式协同工作。

“全面的互联互通”一词中的“全面”有两层含义：一是指网络联通对象的广泛性，不仅包括藏品、设备设施、展厅库房建筑等，也包括观众、博物馆工作者和相关机构等，二是网络联通方式的多样性，不仅包括互联网、广播电视网、移动网、卫星网络，也包括WIFI、蓝牙等各类无线局域网等；（3）更深入的智能化，即能够利用先进技术更智能的洞察世界，提供决策管理依据，进而创造新的价值。

通过前文提及的感知和互联互通搜集来的海量数据，构成了大数据（big data），要真正使这些大数据发挥作用，需要云计算提供大数据分析能力，进而实现各类基于大数据和云计算的智能化应用。

简而言之，智慧系统不再是以数字资源建设与展示利用为核心内容，而是强调“物”与“物”的信息交互，“人”与“物”的信息交互，以及如何通过云计算和大数据分析技术，实现智能化的信息处理与分析。

2.2 博物馆、数字博物馆与智慧博物馆及其信息交互国际博物馆协会2007年8月维也纳大会议修订的《国际博物馆协会章程》给出的博物馆定义：“博物馆是一个为社会及其发展服务的、向公众开放的非营利性常设机构，为教育、研究、欣赏的目的征集、保护、研究、传播并展出人类及人类环境的物质及非物质遗产”。

博物馆发展的根本任务就是要充分发挥博物馆的社会作用，创新展示教育传播的内容、形式、手段，强化藏品保护研究和博物馆学术研究，进而提高博物馆公共文化服务水平，更好地满足人民群众的精神文化需求。

因此，博物馆的数字化和网络化只是手段，为社会及其发展服务才是其根本目的。

或者说，数字博物馆只是数字化技术应用于博物馆的前期过渡，智慧博物馆才是数字化、网络化、智能化时代下的博物馆发展目标。

在实体博物馆中，观众只能当藏品在展厅展出时才能到展厅一睹其真颜，信息交互方式大部分以“物→人”为主，“人→物”的交互手段极为有限。

将藏品信息数字化转为“数字”存储并通过网络传播展示的数字博物馆，有效突破了藏品本体展出时的时间和空间限制。

数字博物馆创造性地采用了“物——数字——人”的信息传递模式，即首先考虑如何将博物馆藏品及其他相关信息转化为“数字”，然后再考虑利用网络传输和数字显示技术，将这些“数字”以直观的可视化形式提供给世界各地的人们。

数字博物馆实现了“数字——人”的双向信息交互，但“物 → 数字”的信息传递是单向的，数字博物馆仍然还是一种单向的线性信息交互方式。

这种信息交互方式不仅割裂了“物——人”之间的直接联系，也缺少对“物——物”之间，“人——人”之间协同关系的处理，前者直接导致了数字博物馆所提供的信息的时效性、真实性、交互性和临场体验感都远不如实体博物馆，后者则使得数字博物馆对博物馆藏品保护、保管和研究管理工作的支持作用大打折扣，作用极为有限。

随着以各类传感器为基础的物联网应用的兴起，博物馆中的人（包括线上和线下观众、博物馆工作者，以及相关机构和管理部门）、物（包括藏品，各类设备设施，库房、展厅等）的信息可以通过电子标签（RFID ）或其它传感器获取，并通过网络汇集，使得建立“人——物”、“物——物”、“人——人”之间的双向信息交互成为可能，同时结合云计算和大数据分析技术应用，将进一步实现对“物”的智能化控制。

物联网、云计算与数字博物馆的结合，促进智慧博物馆的发展，使博物馆数字化进入了智能化为主的阶段。

在人机交互方面，随着移动终端和多点触摸、体感控制、语音识别等自然界面友好交互技术的发展，实现了“人——数”“数——物”之间的信息双向交互。

可以说，智慧博物馆不仅完全打通了数字博物馆“物——数字——人”三者之间的双向信息交互通道，同时也实现了对“人——人”、“物——物”之间协同关系的有效管理。

“数字”不再是智慧博物馆的核心，而演化成为一种必备工具，“人”重新回归为博物馆的核心。

博物馆、数字博物馆和智慧博物馆三者的信息交互方式比较如图1所示。

2.3 智慧博物馆概念与特征智慧博物馆是以数字博物馆为基础，充分利用物联网、云计算等新技术，构建的以全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用为特征的新型博物馆形态。

从技术角度看，智慧博物馆可以表使如下：智慧博物馆=数字博物馆+物联网+云计算智慧博物馆将是实体博物馆的不可或缺的有机组成部分，如同神经系统是人体的有机组成部分一样。

数字博物馆负责博物馆各组成要素的数据的处理、存贮、分析和表达；而物联网负责博物馆各组成要素的信息采集和控制指令的传输和执行，云计算则负责根据已有的海量数据资源和当前物联网实时采集的数据，进行分析决策，并向博物馆各组成部分或要素下达控制指令。