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基于人工智能技术的上海植物园科普服务研究

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郭丽娟王计平

摘要：指出了植物园作为植物科普的重要场所，在保护植物多样性、提升公众科学素养、促进生态文明建设等方面具有重要意义。然而，国内植物园科普方式大多仍在沿用传统技术，人工智能技术的应用有限，使得植物园整体科普的互动性和效果不佳。以上海植物园为例，通过实地调研和问卷调查的方法，分析了游客对人工智能技术科普的需求。并在此基础上，提出了基于语音交互、图像识别、线路规划、推荐列表等相应的植物园科普服务的对策和措施，为构建植物科普数据库，优化植物园科普服务，完善用户体验提供了新方向。

关键词：植物科普;人工智能;上海植物园

：TU986：A：1674-9944（2019）15-0010-04

1引言

人工智能（ArtificialIntelligence，简称“AI”）在语音交互、图像识别、大数据、深度学习等新技术和理论的驱动下，已被广泛应用于各个领域并产生深远影响。人工智能具有高效、确定和即时性，将人工智能应用于植物科普中能极大地提高效率，进而促进植物园数字和信息化建设。本文以上海植物园为例，通过实地调研和问卷调查的方法，分析游客对人工智能在植物科普中的需求，并在此基础上，提出基于人工智能的上海植物园科普服务设计，旨在提升植物园科普的有效传达和用户体验，使植物资源得到深层次开发。

2植物园科普现状及发展趋势

2.1植物园科普现状

国际植物园保护联盟（BGCI）将植物园定义为：“拥有活植物收集区，并对收集区内的植物进行记录管理，使之可用于科学研究、保护、展示和教育的机构”，我国现代植物园的科普工作起步于20世纪50、60年代，早期主要停留在向公众普及植物和园艺的相关知识。直到20世纪80年代，植物园科普工作才形成初步规模，主要方式包括：科普讲解、植物铭牌和相关的科普展览活动等。总的来说，基础设施滞后、技术力量薄弱、教育内容单一等是我国植物园科普存在的普遍问题。植物科普具有重要意义，不仅是进行环境教育和树立公众保护生态意识的重要方式，也是我国实施“科教兴国”战略的具体措施之一。

从表1可看出，近年来，我国植物园的科普工作在传统方式的基础上有所拓展，但整体技术水平不高、宣传力度不够，还存在较大的提升空间。

2.2植物园科普与人工智能结合

目前，国内多数植物园科普工作主要停留在传统的模式下，在与人工智能技术结合方面相对薄弱。部分植物园对人工智能科普技术进行了一定的探索和实践，如中国科学院武汉植物园推出了基于NFC植物近场通信的自助解说系统。另外植物智能识别APP“花伴侣”、“形色”等，用户只需对着要植物拍照即可获得该物种的相关科普知识，是了解植物的便捷渠道。但“花伴侣”、“形色”等多限于植物识别，功能较为单一，用户需要不断切换软件才能满足植物园整体游览需求。

3上海植物园科普需求分析

3.1现场调研

上海植物园位于上海市徐汇区西南部，占地81.86hm2.，设有植物进化区、盆景园、兰室、展览温室等15个专类园，主要功能是进行植物的展示和科普。作为上海市中心唯一一家专题性植物园，其具有不可替代的区位优势，市民使用频率高，且植物种类丰富，景观小品精致，为科普知识的高效传播提供了有利条件。

目前，上海植物园的科普仍以植物展示、图文介绍、扫码讲解等传统方式为主，与游客互动不足、展示内容较少，具有明显的局限性。首先，游客游览过程中接触到的植物科普知识偏少，未能充分发挥植物园生态文化内涵。其次，因缺乏交互数据和反馈渠道，导致游客分布不均衡，即不同时段不同园区的人数存在较大差异，通常各出入口和植物景观小品处人流较密集，松柏园、盆景园等景点则较稀疏。园区路线展示以地图和指示路牌为主，地图上未发现完整且合理的科普游览路线展示。

3.2问卷调研

为了明确公众对上海植物园科普的需求及服务等，本文采用问卷调研方式于2019年4～5月在上海植物园做了关于人工智能技术科普功能的调查，共发放问卷150份，有效问卷143份，问卷有效率为95.3%。问卷共分为四类题型：第一类为样本基本情况，含1～4题;第二类为参观情况，含5～7题;第三类为人工智能服务情况，含8～13题;最后一类为开放性题目。在问卷调研过程中注重樣本多样性，获得的统计数据客观且具有代表性。

调研样本中，第一次游览的人数为49人，占34.27%，意味着约1/3的游客对植物园的环境不够熟悉，需要更多的引导和介绍。如图1所示，样本中有68人（占47.55%）是和朋友一同前来参观的，其次是伴侣51人，占35.66%，另有有30人（占20.98%）是独自游览，陪同家人的也有占相当比例。样本中60.84%的人有着植物科普的需求，由此可见，公众对植物园的科普需求旺盛。如图2所示，71.33%的游客仅能辨识植物园中30种以下的植物，能辨识30～6