劉宏宇，鞏淼森，梁峭

具身認知視角下的人—智能體交互的意向立場

劉宏宇，鞏淼森，梁峭

（江南大學，無錫 214122）

分析人—智能體交互（Human-Agent Interaction，簡稱HAI）中意向立場的設計要素與意向立場下智能體的具身交互邏輯。以具身認知、具身交互理論和身體圖式理論為基礎，結(jié)合具體設計案例，對比一般人機交互和HAI交互邏輯、分層分析智能體的構(gòu)成與交互要素、解析意向立場對HAI設計的影響，以及分析意向立場下HAI的結(jié)構(gòu)與邏輯。HAI中的人機關系是一種用戶被設計引導進而運用意向立場的關系，智能體在用戶的意向立場下需要被視為獨立的個體進行設計，其在HAI中的交互行為是具身交互行為。為達成良好的HAI交互體驗，需要持續(xù)性地保持用戶在HAI中的意向立場，這需要在智能體認知經(jīng)驗融合的基礎上，構(gòu)建智能體交互的身體圖式，并通過設計手段來建立智能體“形象—功能—載體”與“個體—能力—身體”的隱喻關系，最終形成意向立場下的HAI交互邏輯。

具身認知；具身交互；智能體；交互設計；人—智能體交互；意向立場

具身認知的重要觀點起源于梅洛·龐蒂的知覺現(xiàn)象學。目前基于具身認知的相關研究在心理學、認知科學等領域已取得進展。瓦雷拉等人明確了具身認知的定義，強調(diào)具身認知依賴于經(jīng)驗，這些經(jīng)驗出自具有各種“感知運動”（Sensorimotor）能力的身體，而且個體的“感知運動”能力本身根植于一個更加廣泛的生物、心理、文化的環(huán)境中[1-2]。保羅·多羅西在“Where the Action is: the Foundations of Embodied Interaction”中以基于現(xiàn)象學的具身理論為基礎，構(gòu)建了具身交互理論[3]。葉浩生等人，在心理學和認知科學領域?qū)呱碚J知作了系統(tǒng)性的綜述與研究[4]。近年來，具身認知的觀點開始應用于HAI研究。在科技哲學與人機交互領域中，徐獻軍總結(jié)出具身人工智能設計的哲學思想，并提出了設計原則：（1）非表征設計原則；（2）具身設計原則；（3）突現(xiàn)設計原則。此外徐獻軍還說明了智能體（Agent/Intelligent Agent）的“感覺—運動”回路相比較“感覺—模型—計劃—運動”回路在實現(xiàn)真正的智能性上具有優(yōu)越性，即智能體依靠自身獲得符號與符號結(jié)構(gòu)的意義，不依賴于設計者的“外附意義”，但同時也提出了其局限性，由于技術條件等因素的制約，目前還不能實現(xiàn)這一理論[5-6]。崔中良，王慧莉分析他心感知的哲學基礎，即感知生成是人機交互的現(xiàn)象基礎，而經(jīng)驗沉淀為人機交互提供歷時可能性，通感是實現(xiàn)人機交互的功能表現(xiàn)[7]。魯翠譯日本學者大澤博隆在文章“Human- Agent Interaction: Designing Artificial Intelligence System for Human”中對HAI研究進行了系統(tǒng)性綜述。姚爭為等人對具身交互和全身交互進行比較，認為在具身階段下“計算機成為了人的延伸”[8]。布魯克斯提出智能是具身化和情境化的，實現(xiàn)智能需要清除表征，他還提出了理想情況下智能機器人的設計思路，即機器人通過自身身體與世界的互動來進化智能[9]。覃京燕等人從智能體離身認知的視角，構(gòu)建HAI設計中具身與離身交互的映射關系，建立具身認知在多模態(tài)環(huán)境下的交互語法[10]，說明了設計者“外賦意義”在離身視角中對智能體的離身認知構(gòu)建及HAI設計的作用。

當前對于HAI設計的研究尚處于初級階段，技術哲學研究者主要對HAI中觀層面上“人—智”的哲學關系進行分析，少數(shù)人機交互研究者開始進行微觀層面的具體交互設計研究，但在加強HAI中智能體的智能性表現(xiàn)方面的設計研究尚有空缺。由于當前技術的限制，機器智能尚未能完全達到人類智能水平，仍需要從設計層面對HAI設計進行深入研究。因此，本文基于具身認知視角，從意向立場的概念出發(fā)，分析HAI中設計意向立場的要素，并結(jié)合案例梳理總結(jié)在意向立場下的HAI交互邏輯的轉(zhuǎn)變與構(gòu)建要點。

1 人機交流中的意向立場

智能體（Agent）在詞典中的含義為“代理”、中介。雖然智能體在各領域內(nèi)的定義不盡相同，但大體上相近。“Agent”一詞最早由赫維特于1977年引入計算機領域，他將“Agent”定義為“一種自治、交互、可協(xié)同工作的個體”，并在引入之初就明確了其“交互性”特點。在人機交互領域，多數(shù)學者強調(diào)了智能體與人性質(zhì)上的相似性[11]。本文所討論的智能體為面向一般用戶所使用的，具備自然交互特性和較高交互自由度的人工智能，對“Agent”的其他概念不做贅述。從人機交互向人機交流發(fā)展的過程中，HAI設計的出發(fā)點也發(fā)生改變。在原本的“功能集合體”通過自然交互界面和擬人化代理形成了“人化”的智能體后，用戶對智能體系統(tǒng)的看待方式也發(fā)生了改變。在具身視角下，HAI設計研究中的智能體不再具備單純的工具屬性而有了相當程度的人的特性，因此HAI從人機交互上升到了“人機交流”。從智能體構(gòu)建的結(jié)構(gòu)上看，智能體是基于數(shù)據(jù)和計算，用交互技術和交互設計綜合表現(xiàn)的一種智能性（Agency）形象。這種智能性是一種基于人工智能性能，在設計意圖的指導下能夠展現(xiàn)出與人進行持續(xù)、自然、完整交互的一種能力。

1.1 意向立場的概念

智能性的概念可以借助美國哲學家丹尼特提出的“意向立場”概念來理解[12]。丹尼特把人對環(huán)境動向的認知分為物理立場、設計立場、意向立場，見圖1。其中當使人處于物理立場（對自然規(guī)律、物理定律的理解）或者處于設計立場（對人為設計或人造的規(guī)律的理解）的狀態(tài)下時，智能體常常可以為用戶提供產(chǎn)品、服務或者系統(tǒng)，這體現(xiàn)出其工具屬性。而意向立場是一種策略。它把一個實體（人、動物、人造物等）當作是通過自己的“信念”與“愿望”來統(tǒng)率其“行動選擇”的“理性智能體”[13]。在HAI設計中，智能體在用戶眼中就是一種“理性智能體”，具有生命性的特點。在這樣的視角下，智能體才最終完成了從“可交互的功能集合體”到“智能體”的轉(zhuǎn)變。

圖1 丹尼特提出的意向立場

1.2 HAI中的意向立場

智能體是人類懷抱著“創(chuàng)造意識”或者“創(chuàng)造生命”的美好愿望所制造出來的基于科學技術的產(chǎn)物，因此用戶面對智能體所處的意向立場即為HAI設計的出發(fā)點。大澤博隆[14]提出“工程學上的系統(tǒng)根據(jù)不同的人用不同的接受方式來解決問題，HAI研究所涉及的問題解決方法強調(diào)具有社會屬性的人認識問題，從而尋求問題的解決方案。”人們?nèi)粘Ｊ褂霉ぞ?，并不會認為工具有任何主體性意圖或者社會性，但在人與智能體的交互過程中，人往往會用自身所具備的社會性能力來理解智能體。目前已有相當一部分智能體具備在特定使用場景下短暫應用簡單的自然交互方式的能力，但是鮮有可以實現(xiàn)持續(xù)性良好交互體驗的HAI系統(tǒng)。除去技術、商業(yè)市場等因素外，缺乏相關設計理論來指導此類綜合性交互設計也是重要原因之一。HAI的研究重點就在于交互過程中如何持續(xù)性地營造人與智能體之間的自然“人際交流”狀態(tài)，即保持交互過程中用戶在意向立場的狀態(tài)。

2 人—智能體交互過程中意向立場的設計要素分析

意向立場下的HAI設計同樣符合交互設計研究的共性。研究者辛向陽解釋“交互設計是在創(chuàng)造‘行為’，它也需要物，只是把物當作實現(xiàn)行為的媒介”，并以蘋果的iOS操作系統(tǒng)為例，說明交互設計的研究對象從“物—功能—產(chǎn)品”轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶袨椤w驗—服務”的意義，總結(jié)出交互行為的五要素，即People（人）、Action(動作)、Means（手段）、Purpose（目的）、Contexts（場景）[15]。

2.1 意向立場下人—智交互行為邏輯分析

意向立場下的人—智交互通常運用自然交互的設計方法?！拔逡亍痹贖AI中同樣存在：在“人”、“目的”、“場景”相同的情況下，HAI技術改變了“手段”、并引導用戶使用更為自然的“動作”與智能體進行交互，以“使用智能導航去市府廣場”為例，見圖2。

圖2 普通導航與HAI導航的交互設計行為邏輯對比

圖3 智能體構(gòu)建的層次

在交互行為的對比中可以看出：在普通導航中，在“背景”下，“人”由“目的”驅(qū)動的“動作”在圖形界面設計“手段”的引導下進行點擊，“單向地”進行交互，如同在迷宮中被燈光指引向終點；而在HAI導航中，在同樣的“背景”下，“人”由“目的”產(chǎn)生的“動作”是自然的、自發(fā)性的，不受到引導或約束，如同在迷宮中碰見了熟悉地形的人，并在他的帶領和陪伴下走向終點。用戶得到的來自智能體的反饋具有“人機交流”的自然特性。

將此智能導航系統(tǒng)進行分層分析，見圖3。終端讀取數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)庫中積累的和接收的實時更新的數(shù)據(jù)，在交互層的隱形部分中，由隱性的交互設備如多模態(tài)傳感器、控制器收集用戶和環(huán)境的輸入信息，并處理交互信息、控制多模態(tài)交互的各交互通道信息量，再由交互層顯性的交互設計部分，通過交互設計方法來合理表現(xiàn)多模態(tài)交互的前饋與反饋，建立交互句法、語義，以及通過符號隱喻的方法將機器智能包裝成類似人類智能的產(chǎn)品，并通過設計的形象展現(xiàn)給使用者。因此在HAI設計中，智能體被用戶當作一個獨立的、有個體意識的對象來看待，即用戶在意向立場下與智能體進行交互。在這樣的交互過程中，承擔交互過程中智能體表達、行動的一切載體即為智能體的“身體”。

2.2 意向立場對交互設計要素的影響

在傳統(tǒng)交互設計中，人是唯一的中心，功能和需求都是圍繞著用戶輻射圈構(gòu)成的。這一點在HAI設計中發(fā)生了轉(zhuǎn)變：人不僅僅是被關注的唯一對象，而智能體也不再是一個提供功能的工具，智能體需要被看作成一個提供服務的“人”來進行設計。因此交互邏輯的建立是雙向的，不僅關注用戶的行為邏輯，同樣需要關注智能體的“行為邏輯”。在一般交互過程中，“人”“動作”“目的”“手段”“場景”五個要素是以“人的行為”為中心被提出的，而HAI交互的過程是由人和智能體兩方的互動行為構(gòu)成的，因而被當作“人”看待的智能體，其行為也可以通過五要素來進行分析，見圖4。

人（People）——智能體：在HAI中，由于使用場景的不同，人與各類智能體存在著各式各樣的關系，但總體上智能體主要扮演服務者的形象。

動作（Action）——反饋：智能體在交互中的“動作”是各種形式的反饋。反饋主要承擔智能體的功能性作用，傳遞信息或者提升交互體驗。其中也有一些非功能性反饋，可幫助智能體豐滿自身形象，同時也可以提升HAI的體驗。

圖4 人—智能體交互的要素

目的（Purpose）——服務：HAI智能體始終是為人服務的，因此智能體的目的總是為用戶提供服務。但智能體這種“服務”的表現(xiàn)形式可以多種多樣，亦如人與人之間的服務提供方式。

手段（Means）——能力：用戶為達成目的在交互中會運用各種手段方式，既可能會用多種手段達成一個目的，也可能會用一種手段達成多個目的。而與之相對應的智能體提供服務的能力也需要多樣化，硬件是智能體的“身體”，而身體展現(xiàn)能力并發(fā)揮作用的方式是多模態(tài)的，所以設計中需要在這一層面體現(xiàn)智能體的生動和智能性。

場景：一般來說，人與人的交流總是在同一時空下進行的，在HAI中，除了設身處地為用戶設想、共情以外，同樣也需要為智能體考慮，如智能體在這樣的場景下應當如何做出最合理、合情的反應。

3 意向立場下智能體的具身交互邏輯

意向立場的存在對HAI設計也產(chǎn)生了影響。智能體在用戶眼中是一個獨立的行為個體，具備人的屬性。覃京燕等人提出人工智能無法復制人類智能水平，不具備人類智能的由肉身出發(fā)而產(chǎn)生的思維模式和感受性，不能將客觀身體與現(xiàn)象身體的認知經(jīng)驗、輸入的功能需求進行關聯(lián)[10]。并且在具身認知視角下對智能體的離身認知的構(gòu)建進行研究。在具身認知視角下，想要引導用戶處于意向立場中，則需要將智能體的客觀“身體”“認知經(jīng)驗”與語境進行關聯(lián)，其中需要設計者的認知經(jīng)驗進行參與。下面結(jié)合具體案例分析具身視角下如何建立HAI中用戶的意向立場。

在HAI中，智能體展現(xiàn)出的“智能”并不完全由機器智能構(gòu)成。設計師、工程師在構(gòu)建交互句法，將機器語言轉(zhuǎn)換為人類語言，并通過隱喻、轉(zhuǎn)喻呈現(xiàn)的過程中，已經(jīng)將部分設計者的人類智能融合進智能體的智能性中，智能體的經(jīng)驗除了來自人工智能的機器學習并不斷更新的自身經(jīng)驗外，也有設計者們“賦予”其的經(jīng)驗，這也是設計者自身認知經(jīng)驗的一種轉(zhuǎn)移。Vector智能機器人是一款陪伴式的智能玩具，具備有觀察功能的高清攝像頭，可傾聽并理解用戶指令，有觸摸感應功能，可對用戶的觸碰行為做出反應，也有簡單的交流能力。Vector可以識別20多個人的聲紋，通過“面部”顯示屏表現(xiàn)自己的情緒，除了設置鬧鐘、倒計時、詢問天氣等簡單的工具性功能外，Vector還可以主動或被動地與用戶進行基于身體隱喻的多模態(tài)互動，見圖5—8。

使用者在相當一段時間內(nèi)與Vector的情感化多模態(tài)交互，會使用戶認為“每次和它的互動都會讓你覺得它好像真的有自己的思想”。顯然，Vector的人工智能技術水平是不能讓它理解自己的“身體”與“行為”之間的關聯(lián)，它無法將“舉手擊掌”的身體行為同“表示友好”的社交行為進行關聯(lián)，也無法理解這些行為的社會性含義，但是這絲毫不影響使用者從交互過程中感受到來自Vector的“友好”。用梅洛·龐蒂身體圖式的觀點看，Vector由傳感器等結(jié)構(gòu)組成的物理身體使其具備判斷“桌子邊緣在何處”“沙漏到桌子高度的距離”的能力，并且設計者通過共情的方式站在Vector的立場，將自身的認知經(jīng)驗（生物對高度的恐懼，求救不得的無助）轉(zhuǎn)移到Vector上，對Vector表現(xiàn)出的“恐懼”“無助”等模擬情緒進行設計，并將這些情緒及引發(fā)的“逃避”“求助”行為和物理身體的認知關聯(lián)在一起，最終形成了Vector的“身體經(jīng)驗”，繼而形成了用戶眼中的Vector的具身行為。何燦群[16]等人建立了具身認知與心智模型的關系模型，認為通過具身認知形成的具身經(jīng)驗來塑造心智模型，從而形成的意向圖式對認知結(jié)構(gòu)進行更新。而作為智能體的Vector不具備天然地從“身體與環(huán)境的耦合”中積累具身認知經(jīng)驗的能力，但這種從設計者轉(zhuǎn)移到智能體的身體經(jīng)驗，同樣是智能體認知經(jīng)驗的一部分。設計者離身經(jīng)驗的輸入在身體隱喻下，使得Vector展現(xiàn)出的“個體能力”是通過它硬件載體的“身體”來體現(xiàn)的，因此使用者完全將Vector交互過程中的表現(xiàn)歸因于其“有自己的思想”，即在意向立場下與智能體進行交互。雖然Vector智能機器人在用戶使用初期有較好的反饋（3～6周），但在用戶長時間的HAI交互過程中，由于其反饋動作的模式化、主動式交互難以選擇正確的場景（時常會在不恰當?shù)臅r候發(fā)起主動交互意愿，引起使用者反感）等問題，所以其仍然存在技術與設計上的不足。

圖5 Vector的表情

圖6 詢問Vector溫度和天氣

圖7 Vector的動作（與用戶碰拳/對桌子邊緣表示恐懼/被噪音吵醒）

圖8 Vector的動作（主動離開“家”散步/被困住時求助/給使用者拍照）

用戶對智能體的認知是感性的，是意向立場下籠統(tǒng)的整體性認知。用戶之所以在意向立場下與智能體進行交互，是因為現(xiàn)行的智能體設計將人工智能包裝成了一個“人”。綜上所述，意向立場下的HAI交互邏輯的建立有如下3個要點，見圖9。

智能體的認知經(jīng)驗融合。在具身視角下的意向立場中，如果我們將智能體提供功能與服務的行為看作是智能體的具身行為，那么智能體的認知經(jīng)驗則是由智能體自身在長期的交互過程中學習、積累的數(shù)據(jù)經(jīng)驗與設計者自身作為人的認知經(jīng)驗所融合構(gòu)成的。由于智能體沒有人的肉身，在當前有限的技術條件下無法完全模擬人在環(huán)境中的具身，所以將人的具身認知經(jīng)驗與智能體自身積累的認知經(jīng)驗進行融合是有必要的。這不僅有助于構(gòu)建HAI中的意向立場，提升HAI中的用戶體驗，而且在長期的技術更新與迭代中，能夠幫助智能體更快地實現(xiàn)真正意義上的具身與智能。

圖9 意向立場下HAI結(jié)構(gòu)與邏輯

圖10 隱喻的建立

構(gòu)建智能體的身體圖式。何靜[17]總結(jié)身體圖式是對身體姿勢和身體運動的無意識調(diào)適，同時使意義被身體整合入認知經(jīng)驗中，并且當知覺的對象不再是自己的身體時，身體圖式也可以達到“最佳狀態(tài)”。在意向立場下的HAI中，智能體與人交互時呈現(xiàn)出的表達方式、行為表現(xiàn)也應當是自然的且無意識調(diào)適的，即智能體主動發(fā)起的交互或者對用戶的反饋，也是基于融合了認知經(jīng)驗的身體意向與身體圖式。設計者除了關注人在交互中的行為以外，更要關注智能體對認知經(jīng)驗與身體行為的融合，即智能體行為的合理性、合情性、個性等。

智能體的身體隱喻。意向立場下人與智能體的交互是隱喻人與人之間的交流過程。因此需要進一步建立更深層次的隱喻映射[18]。人工智能技術對于一般用戶而言如同“黑箱”。用戶直觀地感受到了通過硬件身體來展現(xiàn)技術能力的人工智能個體，而無法結(jié)構(gòu)化地完整理解智能體的能力，比如用戶往往在交互功能使用的初期會嘗試性地詢問智能體一些問題或提出功能請求以確定其能力范圍。因此在進行智能體設計時，一般會建立特定的形象來代表智能體，以便用戶建立其概念模型。在設計智能體時，需要從最初就建立“形象—功能—載體”與“個體—能力—身體”的隱喻，見圖10。根據(jù)智能體應用場景和類別的不同，其映射后的表現(xiàn)形式也有所不同，王爾卓等人從決策權(quán)和溝通方式出發(fā)研究了智能家居應用場景下主動式交互智能體的HAI設計風格[19]。HAI中智能體交互邏輯的建立也是從人的行為邏輯角度出發(fā)的，智能體的表達與行為應當是被其認知經(jīng)驗、身體意向和身體圖式所引導的。智能體的反饋不再是機器的反饋，而應該像人一樣，是有邏輯性的行為。具身視角對建立HAI交互中的智能體的“行為邏輯”有一定幫助，交互中的智能體擺脫了工具性，進一步向人的方向“進化”。

4 結(jié)語

近年來越來越多的交互設計研究者開始關注現(xiàn)象學的具身、離身概念?，F(xiàn)象學的具身視角為HAI設計提供了新的認識論，其中丹尼特提出的意向立場對HAI中人與智能體的關系作出了精準的概括。本文基于具身認知理論，分析用戶在意向立場下的交互設計特征，從交互設計的五要素出發(fā)，總結(jié)了人—智能體的交互設計五要素；通過案例分析HAI設計中智能體的具身表現(xiàn)來明確使用者在意向立場下進行交互的內(nèi)在邏輯，并構(gòu)建意向立場下HAI的結(jié)構(gòu)與邏輯，總結(jié)了“融合認知經(jīng)驗”“構(gòu)建身體圖式”與“建立身體隱喻”3個要點。HAI設計是具備特殊性的交互設計，需要將已有的交互設計理論、方法等進行遷移，在新的設計觀、認識論下生成與之相應的新設計思路，進而提煉新的設計原則、方法和策略。

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Intentional Stance of Human-Agent Interaction from the Perspective of Embodied Cognition

LIU Hong-yu, GONG Miao-sen, LIANG Qiao

(Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

The work aims to analyze the design elements of the intentional stance in Human-Agent Interaction (HAI) and the concrete interaction logic of the agent under the intentional stance. The research is based on embodied cognition, embodied interaction theory, body schema theory, combined with specific design cases, this paper compares the general human-computer interaction with that in HAI, analyzes the composition and interaction elements of the agent in layers, the influence of the intentional stance on the HAI design, and analyzes the structure and logic of the HAI under the intentional stance. The human-computer relationship in HAI is guided by designers to interact under an intentional stance. The agent needs to be designed as an independent individual under the user?s intentional stance, and the interaction is embodied. To achieve a good HAI interaction experience, it is necessary to continuously maintain the user's intentional stance in HAI. This requires the construction of a body schema for the interaction of the agent based on the integration of the cognitive experience of the agent, and the establishment of the metaphorical relationship between “image-function-carrier” and “individual-ability-body”, eventually forming HAI interaction logic in the intentional stance.

embodied cognition; embodied interaction; intelligent agent; interaction design; human-agent interaction; intentional stance

TB472

A

1001-3563(2022)02-0145-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.02.018

2021-09-20

教育部人文社會科學研究青年基金項目（19YJC760054）

劉宏宇（1996—），男，合肥人，江南大學碩士生，主攻設計學方向。

鞏淼森（1978—），男，浙江人，博士，江南大學副教授，主要研究方向為可持續(xù)設計、社會創(chuàng)新、戰(zhàn)略設計與服務設計。