林鎮(zhèn)郁　唐林濤

摘要：本文主要研究了陪伴機器人與人建立陪伴關(guān)系的情況，通過實驗分析了人和機器人的空間距離對“親密程度”的影響。在10×10平方米空間里，原型的陪伴機器人和人分別保持1米、0.5米、0.15米的距離進行跟蹤;通過跟實驗對象的深度訪談，了解人在不同距離上對陪伴機器人的感覺以及心理上與機器人建立的親密關(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。本文還通過實驗探究了機器人的外形、觸感等其他非語言元素對人與機器人間親密關(guān)系的影響。

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

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：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器人——Lovot（日）、Liku（韓）、Kiki（美），它們都注重強調(diào)“情感”。為了與人進行更多情感交互，這三種陪伴機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名成年美國人進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，61%的人對機器人的感覺并不舒服，對機器人感覺舒服的人只占16%。2017年Kim通過研究提出，機器人和人的實體交互越豐富，建立陪伴關(guān)系的效果越好[1]。但是現(xiàn)有的機器人實體交互方式還不夠豐富。為了使人與機器人建立更好的陪伴關(guān)系，需要進行更深入的物理交互研究。因此，本文研究了人與陪伴機器人的“空間距離”對建立陪伴關(guān)系的影響，如圖1。

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

在家里與人交互的機器人有社交機器人（Social Robot）和陪伴機器人（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行探究。

（一）社交機器人（Social Robot）

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

（二）陪伴機器人（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)，社交機器人（Social Robot）的關(guān)鍵在于人是否認可機器人具有社會個體的功能，陪伴機器人（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。本文驗證了社會機器人是機器人成為陪伴機器人的必備條件。

二、陪伴機器人的發(fā)展概況

從圖3和表2的案例來看，陪伴機器人主要在室內(nèi)使用，為了減少和人的心理距離，通常具有可愛的外觀。陪伴機器人通過與人交互建立陪伴關(guān)系。有研究表明，機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、陪伴機器人和近體學(xué)（Proxemics）

以上案例表明，寵物形式的陪伴機器人即使不會使用人類的語言進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)移動機器人將人當作障礙物，機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)的進步，如今的機器人可以識別人臉，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，本文想要通過實驗探究近體學(xué)在人機關(guān)系中的適用性。

四、陪伴機器人的近體學(xué)（Proxemics）實驗

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

（一）實驗條件

1.實驗場地：清華大學(xué)人文圖書館咖啡廳前空地

2.原型機器人：Ranababy遠程遙控視頻車機器人+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：在實驗對象看不見的地方使用遙控器控制機器人

6.實驗對象：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）-每個實驗前有關(guān)于陪伴機器人的概念的15分鐘培訓(xùn)

7.結(jié)論獲取方式：深度訪談

實驗結(jié)束之后進行一對一訪談，1-4實驗之后與機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）適用于人與機器人之間，即距離越近，關(guān)系越親密。

（三）實驗內(nèi)容，如圖5

1.原型機器人分別以1m、0.5m、0.15m的距離跟蹤實驗對象移動5m。

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

2.實驗對象坐著時，原型機器人接觸實驗對象身體（小腿和膝蓋附近）。

3.實驗對象站著時，原型機器人原地旋轉(zhuǎn)。4.實驗對象坐著時，原型機器人分別距離1m、0.5m、0.15m旋轉(zhuǎn)。

（四）訪談總結(jié)

1.五個實驗對象都覺得被機器人跟隨時，無論距離長短，都會讓

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

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

3.原型機器人連續(xù)坐地旋轉(zhuǎn)時，實驗對象認為原型機器人在撒嬌，能感受到類似寵物的感覺。

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

（五）實驗結(jié)果

實驗表明，機器人和人的關(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。而原型機器人跟隨實驗對象時，實驗對象會有不舒服的感覺。反而實驗對象認為原型機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)，距離遠近對親密關(guān)系的建立仍然沒有影響。雖然本實驗在10m×10m的有限室內(nèi)空間進行，但是本環(huán)境與陪伴機器人的真實使用環(huán)境近似，可以認為實驗結(jié)論在真實環(huán)境中仍然適用。

通過對實驗對象進行追加訪談，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）“因為原型機器人長得可愛而有了好感?！薄坝辛搜劬Φ膭幼鞲杏X跟寵物一樣?！?/p>

2.時間和空間綜合元素“我跟機器人在一個地方的時間長了，就會有和機器人關(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）實驗不足

1.實驗對象的數(shù)量（5人）不具科學(xué)代表性。

2.實驗環(huán)境和普通陪伴機器人使用環(huán)境不同，實驗環(huán)境的機器人周圍行人會比較多。

3.實驗訪談集中于陪伴關(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]?，F(xiàn)有的陪伴機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器人在動作表達交互上對人有積極影響。陪伴機器人的活動環(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)用到機器人與人的交互，建立更親密的關(guān)系。但通過本文的實驗，可以知道機器人和人的關(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，需要進一步實驗研究得出結(jié)論。通過實驗對象的深度訪談可以得出三個結(jié)果。

第一、陪伴機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。因為機器人和人不一樣，沒有生命感，所以機器人動作時，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]，人和機器人建立親密的關(guān)系會有更好的效果。

第二、陪伴機器人和人的距離及親密度沒有正比例的關(guān)系，但是機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。需要進一步研究人與機器人的近體學(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器人更豐富的無聲語言的交互。筆者將針對人與機器人的交互進行更深層次的剖析，優(yōu)化并深究新的空間及距離的互動模式。

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