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        人與陪伴機(jī)器人的近體學(xué)交互研究

        2020-03-30 03:52:04林鎮(zhèn)郁唐林濤
        設(shè)計 2020年1期
        關(guān)鍵詞:人機(jī)交互

        林鎮(zhèn)郁 唐林濤

        摘要:本文主要研究了陪伴機(jī)器人與人建立陪伴關(guān)系的情況,通過實(shí)驗(yàn)分析了人和機(jī)器人的空間距離對“親密程度”的影響。在10×10平方米空間里,原型的陪伴機(jī)器人和人分別保持1米、0.5米、0.15米的距離進(jìn)行跟蹤;通過跟實(shí)驗(yàn)對象的深度訪談,了解人在不同距離上對陪伴機(jī)器人的感覺以及心理上與機(jī)器人建立的親密關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),在有限空間里人與機(jī)器人移動時,空間距離對親密關(guān)系的建立不會產(chǎn)生明顯的影響。本文還通過實(shí)驗(yàn)探究了機(jī)器人的外形、觸感等其他非語言元素對人與機(jī)器人間親密關(guān)系的影響。

        關(guān)鍵詞:人機(jī)交互(HRI,Human Robot Interaction) 陪伴機(jī)器人 近體學(xué)

        中圖分類號:TB472

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        文章編號:1003-0069(2020)01-0032-03

        引言

        2019年1月在美國舉行的國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(CES,International Consumer ElectronicsShow)展出了舉世矚目的三種陪伴機(jī)器人——Lovot(日)、Liku(韓)、Kiki(美),它們都注重強(qiáng)調(diào)“情感”。為了與人進(jìn)行更多情感交互,這三種陪伴機(jī)器人在硬件和軟件上做出了各種變化。尤其是GrooveX公司的Lovot,通過被人擁抱,嘗試跟人建立更加親密的關(guān)系。

        然而,2018年美國布魯金斯研究所(The Brookings Institution)發(fā)布的調(diào)查結(jié)果表明,人與機(jī)器人的關(guān)系并不是很理想。在網(wǎng)上通過對2021名成年美國人進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),61%的人對機(jī)器人的感覺并不舒服,對機(jī)器人感覺舒服的人只占16%。2017年Kim通過研究提出,機(jī)器人和人的實(shí)體交互越豐富,建立陪伴關(guān)系的效果越好[1]。但是現(xiàn)有的機(jī)器人實(shí)體交互方式還不夠豐富。為了使人與機(jī)器人建立更好的陪伴關(guān)系,需要進(jìn)行更深入的物理交互研究。因此,本文研究了人與陪伴機(jī)器人的“空間距離”對建立陪伴關(guān)系的影響,如圖1。

        一、社交機(jī)器人(Social Robot)與陪伴機(jī)器人(Companion Robot)的關(guān)系

        在家里與人交互的機(jī)器人有社交機(jī)器人(Social Robot)和陪伴機(jī)器人(Companion Robot)兩種,兩個術(shù)語經(jīng)常被混用,因此有必要對兩者的差異進(jìn)行探究。

        (一)社交機(jī)器人(Social Robot)

        社交機(jī)器人是與人進(jìn)行感性交互的機(jī)器人,人們會認(rèn)為社交機(jī)器人是“有社會性的個體”。在HRI的領(lǐng)域,社交機(jī)器人可分為以下五類[2],如表1:

        (二)陪伴機(jī)器人(Companion Robot)

        陪伴關(guān)系(Companionship)是依戀感(Attachment)、親密感(Intimacy)、承諾感(Commitment)三種感情的結(jié)合。依戀感是情感的紐帶,親密感是緊密的連接,承諾感是保持長期關(guān)系的關(guān)鍵[1]。

        在HRI領(lǐng)域,陪伴關(guān)系(Companionship)是指人和機(jī)器人之間建立了心理關(guān)系;在智能系統(tǒng)之間陪伴關(guān)系是指互相共享有形信息和心理活動[1],如圖2。

        兩者對比可以發(fā)現(xiàn),社交機(jī)器人(Social Robot)的關(guān)鍵在于人是否認(rèn)可機(jī)器人具有社會個體的功能,陪伴機(jī)器人(Companion Robot)的關(guān)鍵則在于與人建立陪伴的“情感的關(guān)系”。所以兩者并不是完全不同的。本文驗(yàn)證了社會機(jī)器人是機(jī)器人成為陪伴機(jī)器人的必備條件。

        二、陪伴機(jī)器人的發(fā)展概況

        從圖3和表2的案例來看,陪伴機(jī)器人主要在室內(nèi)使用,為了減少和人的心理距離,通常具有可愛的外觀。陪伴機(jī)器人通過與人交互建立陪伴關(guān)系。有研究表明,機(jī)器人的表情和無聲語言行為會給人帶來情緒上的反應(yīng),從而建立親密關(guān)系[4]。

        三、陪伴機(jī)器人和近體學(xué)(Proxemics)

        以上案例表明,寵物形式的陪伴機(jī)器人即使不會使用人類的語言進(jìn)行交互也可以建立陪伴關(guān)系。因此可以知道,使用無聲語言也能夠和人建立關(guān)系。本文將研究“距離和空間”的無聲語言元素對人與機(jī)器人陪伴關(guān)系建立的影響。

        空間語言是無聲語言交互的一種,研究交互對象在空間中的距離和姿勢所生產(chǎn)的影響和作用[5]。空間語言的研究內(nèi)容可分為兩個方面:人與人之間保持不同的身體距離會表達(dá)怎樣的意義;辦公室、建筑、城市之間空間排列的意義。

        Hall(1959)根據(jù)人和人的距離把空間語言分成4種,提出了近體學(xué)(Proxemics)。

        (一)15-46cm,親密的距離:通常產(chǎn)生身體上的接觸,即使不通過有聲的語言也可以理解對方。

        (二)46-122cm,私人的距離:屬于家人和好友之間的距離,一般伸手時可以互相接觸。

        (三)120-370cm,社會的距離:一般社會團(tuán)體的正式、非正式距離。

        (四)370cm以上,公共的距離:通過很大的聲音或動作可以交互的距離。

        在人和機(jī)器人的距離方面,目前的研究不是很多。美國Willow garage研究所(2009)的室內(nèi)移動機(jī)器人將人當(dāng)作障礙物,機(jī)器人會與人保持一定的緩沖區(qū)以防止碰撞。[6]隨著技術(shù)的進(jìn)步,如今的機(jī)器人可以識別人臉,因此可以區(qū)分環(huán)境障礙物和人,從而有了和人接觸并建立陪伴關(guān)系的可能。因此,本文想要通過實(shí)驗(yàn)探究近體學(xué)在人機(jī)關(guān)系中的適用性。

        四、陪伴機(jī)器人的近體學(xué)(Proxemics)實(shí)驗(yàn)

        為了驗(yàn)證近體學(xué)在陪伴機(jī)器人領(lǐng)域的適用性,本部分進(jìn)行了人和機(jī)器人之間距離變化對陪伴關(guān)系影響的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中陪伴機(jī)器人以不同的距離跟蹤實(shí)驗(yàn)對象,然后對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行訪談,從而了解距離對陪伴關(guān)系的影響。因原型機(jī)器人技術(shù)和與人的關(guān)系問題,所以將其設(shè)定為寵物關(guān)系[7],并在人的后面進(jìn)行跟蹤。陪伴機(jī)器人是可以通過遙控器控制的兩輪機(jī)器人,具有可愛的造型,如圖4、表3。

        (一)實(shí)驗(yàn)條件

        1.實(shí)驗(yàn)場地:清華大學(xué)人文圖書館咖啡廳前空地

        2.原型機(jī)器人:Ranababy遠(yuǎn)程遙控視頻車機(jī)器人+圓環(huán)泡沫造型

        3.尺寸:75×75×15cm

        4.功能:4方向移動+靜態(tài)傾角變化

        5.控制方式:在實(shí)驗(yàn)對象看不見的地方使用遙控器控制機(jī)器人

        6.實(shí)驗(yàn)對象:5個清華大學(xué)研究生(工業(yè)設(shè)計碩士、設(shè)計理論碩士2名、歷史博士、教育博士)-每個實(shí)驗(yàn)前有關(guān)于陪伴機(jī)器人的概念的15分鐘培訓(xùn)

        7.結(jié)論獲取方式:深度訪談

        實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后進(jìn)行一對一訪談,1-4實(shí)驗(yàn)之后與機(jī)器人的親密度變化和原因、關(guān)于其他意見討論-每個人15分鐘

        (二)假設(shè)

        Hall的近體學(xué)(1959)適用于人與機(jī)器人之間,即距離越近,關(guān)系越親密。

        (三)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如圖5

        1.原型機(jī)器人分別以1m、0.5m、0.15m的距離跟蹤實(shí)驗(yàn)對象移動5m。

        Hall的近體學(xué)有,0.15m、0.46m、1.2m、3.7m以上,的四種標(biāo)準(zhǔn)。但從本實(shí)驗(yàn)看在10m×10m的有限室內(nèi)空間里面,機(jī)器人與人的距離3.7m以上的話,不會有建立親密關(guān)系的意義。所以按照前三個標(biāo)準(zhǔn)來決定0.15m、0.5m、1m的距離。

        2.實(shí)驗(yàn)對象坐著時,原型機(jī)器人接觸實(shí)驗(yàn)對象身體(小腿和膝蓋附近)。

        3.實(shí)驗(yàn)對象站著時,原型機(jī)器人原地旋轉(zhuǎn)。4.實(shí)驗(yàn)對象坐著時,原型機(jī)器人分別距離1m、0.5m、0.15m旋轉(zhuǎn)。

        (四)訪談總結(jié)

        1.五個實(shí)驗(yàn)對象都覺得被機(jī)器人跟隨時,無論距離長短,都會讓

        實(shí)驗(yàn)對象感到不適。他們會有被跟蹤騷擾的感覺。尤其是距離50cm時,感覺最不適(三個實(shí)驗(yàn)對象的意見)。

        2.原型機(jī)器人接觸實(shí)驗(yàn)對象時,實(shí)驗(yàn)對象覺得比較好奇(本實(shí)驗(yàn)的機(jī)器人接觸部位用泡沫做出來,接觸的強(qiáng)度很弱)。實(shí)驗(yàn)對象感受到了原型機(jī)器人想要搭話溝通的意圖。

        3.原型機(jī)器人連續(xù)坐地旋轉(zhuǎn)時,實(shí)驗(yàn)對象認(rèn)為原型機(jī)器人在撒嬌,能感受到類似寵物的感覺。

        4.實(shí)驗(yàn)對象不移動,原型機(jī)器人在視覺范圍內(nèi),與“實(shí)驗(yàn)1”結(jié)果不同,實(shí)驗(yàn)對象覺得和機(jī)器人建立了好的關(guān)系。但是不同的距離沒有帶來親密度的差別。

        (五)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        實(shí)驗(yàn)表明,機(jī)器人和人的關(guān)系與傳統(tǒng)近體學(xué)不同,距離的差別并不會影響親密關(guān)系的建立。而原型機(jī)器人跟隨實(shí)驗(yàn)對象時,實(shí)驗(yàn)對象會有不舒服的感覺。反而實(shí)驗(yàn)對象認(rèn)為原型機(jī)器人在他們的視覺范圍內(nèi)時,會建立親密關(guān)系,而在室內(nèi)空間內(nèi),距離遠(yuǎn)近對親密關(guān)系的建立仍然沒有影響。雖然本實(shí)驗(yàn)在10m×10m的有限室內(nèi)空間進(jìn)行,但是本環(huán)境與陪伴機(jī)器人的真實(shí)使用環(huán)境近似,可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)論在真實(shí)環(huán)境中仍然適用。

        通過對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行追加訪談,得到了空間距離以外其他元素可能會對人和機(jī)器人親密關(guān)系的建立產(chǎn)生更大影響。

        1.視覺元素(外形)“因?yàn)樵蜋C(jī)器人長得可愛而有了好感。”“有了眼睛的動作感覺跟寵物一樣?!?/p>

        2.時間和空間綜合元素“我跟機(jī)器人在一個地方的時間長了,就會有和機(jī)器人關(guān)系好了的感覺”、“在小的地方一直在一起,感覺原型機(jī)器人是活著的?!苯⑴惆殛P(guān)系(companionship)的承諾感(commitment)有關(guān)。

        3.觸感元素“機(jī)器人接觸我的時候,感覺它有生命。”“接觸的動作,好像在跟我撒嬌的感覺?!?/p>

        (六)實(shí)驗(yàn)不足

        1.實(shí)驗(yàn)對象的數(shù)量(5人)不具科學(xué)代表性。

        2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境和普通陪伴機(jī)器人使用環(huán)境不同,實(shí)驗(yàn)環(huán)境的機(jī)器人周圍行人會比較多。

        3.實(shí)驗(yàn)訪談集中于陪伴關(guān)系(companionship)的三個情感元素(依戀感、親密感、承諾感)中的親密感。

        結(jié)語

        陪伴機(jī)器人在不久的未來或許可以代替動物和人,與人建立起陪伴(companionship)關(guān)系[9]。現(xiàn)有的陪伴機(jī)器人為了跟用戶建立陪伴關(guān)系——Companionship(依戀感、親密感、承諾感),通過各種方式努力與人交互,其中語音的方式與屏幕上的語言信息方式交互的案例最頻繁。但陪伴機(jī)器人要與人成為陪伴——建立情感的關(guān)系(Companionship),除了有聲語言的交互之外,還需要無聲語言的方式交互[10],雖然研究表明現(xiàn)有寵物角色的陪伴機(jī)器人在動作表達(dá)交互上對人有積極影響。陪伴機(jī)器人的活動環(huán)境在與人一起在同一個有限的室內(nèi)空間,但是交互的空間跟距離的元素上的研究比較缺乏。

        本文通過Hall的《近體學(xué)》的理論應(yīng)用到機(jī)器人與人的交互,建立更親密的關(guān)系。但通過本文的實(shí)驗(yàn),可以知道機(jī)器人和人的關(guān)系與人和人的關(guān)系不一樣,擬人的方式——《近體學(xué)(Proxemics)》不能盲目搬用。對于移動范圍變大的情況,需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究得出結(jié)論。通過實(shí)驗(yàn)對象的深度訪談可以得出三個結(jié)果。

        第一、陪伴機(jī)器人和人交互需要考慮對象之間的距離、視覺、觸覺及其他感覺等綜合性的元素。因?yàn)闄C(jī)器人和人不一樣,沒有生命感,所以機(jī)器人動作時,在人的視覺范圍內(nèi)動作等需要給人提醒存在感??臻g距離的元素和其他感覺元素在一起交互[11],人和機(jī)器人建立親密的關(guān)系會有更好的效果。

        第二、陪伴機(jī)器人和人的距離及親密度沒有正比例的關(guān)系,但是機(jī)器人緊貼在一起或接觸的時候,人覺得更有“親密關(guān)系”的感覺。人摸著毛絨玩具有的感情移入并建成親密關(guān)系溝通的心里[12],會應(yīng)用到距離、觸覺及人和機(jī)器人建立親密關(guān)系的交互。不僅僅是通過觸覺的交互會形成依戀感。

        第三、陪伴機(jī)器人會在人旁邊的位置陪伴,和人之間的近體學(xué)一樣,親密關(guān)系更容易設(shè)定。需要進(jìn)一步研究人與機(jī)器人的近體學(xué)和時間關(guān)系,建立承諾感以及更完整的陪伴關(guān)系。

        為了使陪伴機(jī)器人和人建立更親密的關(guān)系,設(shè)計師需要深入研究人與機(jī)器人更豐富的無聲語言的交互。筆者將針對人與機(jī)器人的交互進(jìn)行更深層次的剖析,優(yōu)化并深究新的空間及距離的互動模式。

        參考文獻(xiàn)

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