謝 黎，葉銳文

（東莞理工學(xué)院，廣東 東莞 523808）

隨著人們對產(chǎn)品情感需求的不斷增強，如何在產(chǎn)品的使用中，能通過情感識別讓產(chǎn)品更好地與用戶互動，且讓使用者體會到更多的情感反饋，這是對當(dāng)下產(chǎn)品設(shè)計的巨大挑戰(zhàn)。與此同時，這無疑也是冷冰冰的技術(shù)與人的情感之間的耦合需求。常規(guī)的產(chǎn)品情感設(shè)計方法，主要通過情感模型來對設(shè)計對象進行情感判定，主要參照基本情感模型來進行主觀劃分，這類設(shè)計方法很大程度上依靠測試者的經(jīng)驗判斷以及設(shè)計師的體驗?zāi)芰?，缺少一定的情感生理過程的論證。如何更好地進行情緒識別，進而關(guān)注人群的情感特征，是本文討論的出發(fā)點。本文對應(yīng)了特殊的人群，讓這樣的方法論更體現(xiàn)出一定的社會意義與價值。

1 情緒識別的設(shè)計研究方法現(xiàn)狀

本文主要的研究基礎(chǔ)是以情緒識別模型為依據(jù)的客觀交互方法作為研究對象，主要基于一定的生理變化來對情緒變化進行模型的組件，進而為情緒識別提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于人的自然屬性，其情緒情感變化必然與生理變化緊密相連，區(qū)別在于程度、形式、關(guān)聯(lián)性等多方面因素。結(jié)合不同的生理變化，也可以得到不同的維度及區(qū)分度。通過生理信號來識別情緒特征，總體邏輯是建立一個能自動識別與情感相關(guān)的生理模式系統(tǒng)的第一步。從廣義上說，所有的身體變化都可以被認為是生理信號變化，包括大腦活動、面部表情、聲音模式和身體化學(xué)反應(yīng)[1]。

近幾年來，基于對情感模型實驗論證的基礎(chǔ)需求，加上檢測技術(shù)的不斷更迭，綜合應(yīng)用情緒識別邏輯的設(shè)計方法也得到了越來越多的驗證與實踐。情緒識別主要分為主觀情緒識別以及客觀情緒識別，在識別的基礎(chǔ)上進行評估測量。主觀情緒識別是基于早期情感模型進行的迭代演變，建立有一定樣本基礎(chǔ)的識別模型，將被試者的情緒變化對應(yīng)到模型參數(shù)，從而形成對應(yīng)關(guān)系，用來描述被試者的心理情緒狀態(tài)。這樣的評估與反饋的方式，有賴于情感模型維度劃分的有效性，但實踐中，不一定能很好地精準(zhǔn)對應(yīng)情緒變化。維度越大，可區(qū)分性越高；反之，只能作為基礎(chǔ)分類，對于真實的社會人群需求，相應(yīng)的產(chǎn)品場景、人物特征而言，就顯得相對薄弱?？陀^情緒識別則依托相關(guān)設(shè)備對被試者進行實時的信息反饋來分析情感，這樣得到的反饋有更好的針對性。

2 自閉癥兒童在親子產(chǎn)品功能設(shè)定

2.1 表現(xiàn)形式設(shè)定

以養(yǎng)成方式作為ASD兒童親子雙方的互動橋梁。首先基于ASD兒童對卡通情境中人物頭部、眼睛等區(qū)域給予更多注視，而對真實情境中人物身體區(qū)域給予更多注視；ASD兒童對卡通情境中人物情緒的指認得分顯著高于真實情境中的指認得分[2]；再者，考慮ASD兒童對于動態(tài)表情的識別率高、識別時間短（相對于3D、2D的靜態(tài)表情）的特征，嘗試把虛擬投影的角色（養(yǎng)成角色）設(shè)定為二次元人物，以此兼顧卡通情境以及動態(tài)表情，有利于ASD兒童更好地進行識別，以此提高可使用性以及ASD兒童的信心（ASD兒童在信心測試中普遍成績偏低），同時也可以吸引ASD兒童的注意力。

2.2 場景功能設(shè)定

養(yǎng)成對象與使用者的行為發(fā)生關(guān)聯(lián)，使用者包括ASD兒童及親子對象。

第一類場景，父母或者其他使用者與產(chǎn)品進行互動，養(yǎng)成物進行反饋進而刺激ASD兒童去模仿。反饋特征可以是積極的表情回復(fù)，也可以是音樂，或者多種交互結(jié)合。此類設(shè)定基于ASD兒童對于積極的表情圖片會表現(xiàn)出更多的關(guān)注，音樂也有同樣的效果。

第二類場景，互動游戲。此類場景主要以象征性、假想性的互動游戲，親子進行。此類設(shè)定對于ASD兒童的感知覺能力有一定鍛煉，父母既是參與者同時也是引導(dǎo)者，在游戲中提升互動性，提升ASD兒童的社交能力。

第三類場景，發(fā)展性功能的互動。此類場景需要他人深度互動開展相應(yīng)的活動。大部分設(shè)定為運動類互動，比如棒球運動。可以借鑒手持型游戲機投影體感交互。

親子狀態(tài)的互動，不僅可以增強親子關(guān)系，有感情有目的地進行雙向溝通，更有助于ASD兒童體會社交關(guān)系，進一步適應(yīng)社交體驗。此外也有利于提升創(chuàng)造力，培養(yǎng)一定的邏輯思維。

2.3 互動功能設(shè)定

假設(shè)在功能設(shè)定中，ASD兒童與父母有一個共同的養(yǎng)成對象（當(dāng)雙方在合作的背景下可以會有更好的互動），當(dāng)父母與養(yǎng)成對象進行互動時，產(chǎn)品通過眼動技術(shù)收集ASD兒童的觀察區(qū)域，若觀察區(qū)域在養(yǎng)成物或者父母身上時，可以作出相應(yīng)的正向情緒識別與反饋。如果多次觀察區(qū)域都不在這上面可以產(chǎn)生相應(yīng)的負向情緒反饋。這里的互動可以是指多方面的，例如父母與養(yǎng)成物打招呼、提問等，通過這種方式誘導(dǎo)或教ASD兒童一些日常的用語——基于模仿的行為特征。此外，還可設(shè)定互動游戲的加入。養(yǎng)成物可以變化成一些抽象的物體比如幾何體，讓ASD兒童與父母進行想象游戲。

在互動功能設(shè)定中，結(jié)合以視覺位平臺的界面交互模式。通過必要的基礎(chǔ)界面交互對養(yǎng)成物進行狀態(tài)互動，包括外形、聲音設(shè)置等，并根據(jù)眼動技術(shù)記錄眼球觀察區(qū)域以及時間節(jié)點內(nèi)使用者的狀態(tài)變化。例如讓養(yǎng)成物變化為動物，當(dāng)眼動記錄到ASD兒童的觀察區(qū)域在這個變化的形態(tài)上時，可以作出相應(yīng)的情緒反應(yīng)，比如發(fā)出該動物的聲音。如此，以訓(xùn)練ASD兒童的認識能力。這一個用法可以和對應(yīng)場景相互呼應(yīng)。

文中所提到的正向情緒反饋主要針對遵循自然規(guī)律下的成長，包括長大、長高、變胖等，同時包括開心（不同程度笑并發(fā)出笑聲等）、唱歌、跳舞、獻花、撓癢癢、打滾等。負向的情緒反饋包括傷心、哭、變小變矮、叉腰嘟嘴、背向轉(zhuǎn)身等。情緒識別與反饋路徑示意圖如圖1所示。

圖1 情緒識別與反饋路徑示意圖

3 結(jié)合不同載體的自閉癥兒童產(chǎn)品功能設(shè)定

3.1 以眼動儀技術(shù)為載體的功能設(shè)定

如何針對對應(yīng)的群體、場景、人物特征等作綜合評判，下面將以ASD兒童為對象，結(jié)合對應(yīng)的技術(shù)背景，做幾種功能的初步設(shè)定。

目前眼動儀主要集中在科學(xué)研究場合，相比較民用設(shè)備而言，其科學(xué)研究意義大于民用。從眼動儀的運行功能來看，以ASD兒童為對象，更能發(fā)揮其功能設(shè)定。通過觀測眼動情況，來對其情緒進行有效采集。根據(jù)眼部的眼動指標(biāo)，例如注視時間、眼跳情況、回視情況等，來對注意力的集中情況等做基礎(chǔ)評判，結(jié)合早期模型做相應(yīng)的情緒識別，tobii公司的眼動追蹤，目前已經(jīng)可以很好地完成此類的研究。功能推演有如下設(shè)定：當(dāng)眼動儀有相應(yīng)的反饋識別，分辨出ASD兒童的正面情緒（開心、興奮等）注意力的集中等情況時，可以把這些信號轉(zhuǎn)換成量1，這個量1去影響?zhàn)B成對象的狀態(tài)（強化狀態(tài)）。相應(yīng)的若出現(xiàn)了負面情緒或者激怒的情緒時，同樣轉(zhuǎn)換成一個量2，這個量2可以改變養(yǎng)成對象的狀態(tài)（弱化狀態(tài)）。

不足之處在于，眼部觀測基于設(shè)備與眼部的“交流”。ASD兒童的眼部趨避情況，使其通過眼部展開的情緒識別與評估略有難度。如何得到相對更有效的結(jié)果，從而提供更有價值的情緒評判，這將是核心問題。

再一個功能推演是將ASD兒童的觀察區(qū)域可視化出來，讓親子對象知道ASD兒童的注意力集中的區(qū)域。父母與ASD兒童同步的注意提示更可能支持兒童對物體的注意[3]?？梢暬^察區(qū)域可以讓親子對象更準(zhǔn)確地找到ASD兒童的注意點，以此提高互動質(zhì)量。

3.2 以投影技術(shù)以及聲交互為載體的功能設(shè)定

以投影技術(shù)為最終輸出載體的功能設(shè)定，是配合一定的情緒測量，主要的設(shè)定是使用是通過“養(yǎng)成”的方式來搭建雙方的橋梁。主要核心功能為眼動監(jiān)測、全息投影、聲音交互。眼動監(jiān)測如第一點指出的觀測眼動情況。投影技術(shù)主要用于設(shè)定為投影出養(yǎng)成對象。投影是核心功能設(shè)定也是最主要的交互功能設(shè)定。在投影功能方面，狗尾草公司的“琥珀”已開發(fā)到一定的程度。養(yǎng)成方面的設(shè)定為兩大類，設(shè)定的養(yǎng)成類常規(guī)為某一種動物或類人的形象等。其中的養(yǎng)成狀態(tài)一類為正向的反饋，如成長（長大、變胖）、開心（不同程度笑并發(fā)出笑聲）、唱歌、跳舞、獻花、撓癢癢、打滾等；另一養(yǎng)成狀態(tài)為負向的反饋，如傷心、哭（同笑那樣）、變小只、叉腰嘟嘴、背向兒童等。

其次，聲音交互主要是語音對話，分成兩大類，主動對話與被動對話。主動對話的功能類似于手機的智能語音系統(tǒng)，例如：Siri，對提問者（可以是ASD兒童、父母、其他）的問題進行回復(fù)或者執(zhí)行相關(guān)指令。比如當(dāng)ASD兒童哭鬧、處于激怒的狀態(tài)時，父母可以讓該養(yǎng)成對象唱歌來平復(fù)ASD兒童。這只是列舉了一種用途，其他的用途可以參照。父母可以通過鼓勵A(yù)SD兒童多和養(yǎng)成對象對話一定程度的來訓(xùn)練他說話的能力。被動對話功能設(shè)定主要是基于開機時的基礎(chǔ)對話。

3.3 以傳感器技術(shù)為載體的功能設(shè)定

以用戶為中心的可穿戴產(chǎn)品設(shè)計實踐，產(chǎn)品可通過模擬感官反饋，如觸覺、視覺又或者是聽覺來表達用戶情感。通過模型計算把情感轉(zhuǎn)變成信號再結(jié)合相關(guān)傳感器表達出來，使得用戶感受到這種感受。這類可穿戴系統(tǒng)可用于有特殊需要的人的治療。在早期的研究中，實踐者結(jié)合情緒刺激嘗試對患有精神病的兒童進行鎮(zhèn)定作用[4]、監(jiān)測ASD兒童驚恐發(fā)作等[5]臨床實踐。這種情況也可以應(yīng)用于父母和ASD兒童之間在表達情感上有困難的情感交流。由于這些父母無法通過其面部表情、手勢或聲調(diào)輕松地理解其子女的心理狀態(tài)，因此可以創(chuàng)建可穿戴系統(tǒng)，以更直接的方式將ASD兒童的情感傳遞給其父母。這為設(shè)計多增加了一條路：表達ASD兒童的感受[6]。

3.4 以深度學(xué)習(xí)技術(shù)為載體的功能設(shè)定

機器人的深度學(xué)習(xí)技術(shù)為個性化服務(wù)提供重要支持。許多自閉癥患者具有非典型且異常多樣化的表達情感-認知狀態(tài)的方式[7]，個性化的機器學(xué)習(xí)可以為互動帶來更好的體驗。

4 小結(jié)

本文的主旨是希望以ASD兒童親子產(chǎn)品功能設(shè)定為例在一定程度上梳理基于情緒反饋需求的情緒識別的設(shè)計方法研究。前文提到的眼動技術(shù)是該產(chǎn)品重要的設(shè)備技術(shù)，主要根據(jù)眼動儀用于記錄眼球的觀察區(qū)域以及時間這一特點為核心技術(shù)支持。另外包括虛擬投影技術(shù)，也是為了進一步將情緒反饋的實現(xiàn)通過可識別的狀態(tài)體現(xiàn)出來。而機器人的深度學(xué)習(xí)是為了輔助捕獲ASD兒童的情緒，補充眼動儀獲取之外的數(shù)據(jù)，使得投影反饋時更有針對性。除此之外的常用技術(shù)功能，類似聲音交互、傳感器等，將貫穿整個產(chǎn)品的使用。

ASD兒童通常在社交、語言、興趣方面存在障礙，這使得他們在與正常世界交流時十分吃力。通過眼動儀的測量獲取ASD兒童眼動數(shù)據(jù)并利用計算機進行情緒分析，結(jié)合虛擬投影、傳感器、聲交互等技術(shù)進行反饋輸出，讓產(chǎn)品作為父母與ASD兒童之間的翻譯器，以期在一定程度上改善ASD兒童家庭的生活質(zhì)量。同時通過此次產(chǎn)品功能的設(shè)定，探索出情緒識別及反饋的設(shè)計方法的基本思路：收集、整理、反饋、輸出。