与无人机共舞：即兴动作中空间匹配和感知代理性与无人机和人类伙伴的关系

文献标题

Dances with Drones: Spatial Matching and Perceived Agency in Improvised Movements with Drone and Human Partners

文献信息

• 主题领域: 人机交互与创意舞蹈
• 关键词: 即兴舞蹈, 微型飞行器, 人机交互, 空间匹配, 感知代理, 舞蹈教育, 技术艺术, 多模态互动

研究背景与问题

• 发现的问题或挑战:

  • 随着无人机逐渐融入人类活动，如灯光秀等，理解人与无人机共同表演的可能性及其影响成为了研究热点。
  • 人类在单独表演与合作者表演中展现出不同的行为，然而如何融入包括无人机在内的多种非人类合作者仍待探讨。
  • 当前研究缺乏对即兴舞蹈情境下人类与无人机互动以及无人机如何改变舞者行为和感知的细化理解。

• 问题的重要性:

  • 舞蹈中加入科技（如无人机）不仅可以激发新的艺术形式，还能提供新的技术应用场景，推动人机交互领域的发展。
  • 探索人类与无人机协作的即兴舞蹈为艺术设计、教育与科技融合提供了新的借鉴。

• 研究动机与相关工作:

  • 无人机在表演艺术中已逐渐出现，但对于如何提升舞者与无人机的协作性及感知的深入研究较少。
  • 结合空间动态与多模态特性（如视觉、声音），探讨无人机如何影响舞蹈创意与表演将推动舞蹈即兴与互动科技研究的新方向。

解决方案

• 提出的方法与解决方案:

  1. 开发了一套以微型无人机为核心的舞蹈系统，用于支持即兴独舞及与合作者（无人机或人类）的舞蹈。
  2. 预设了无人机的四阶段轨迹，包括圆周运动、前后移动、上下移动及左右移动，以观察舞者对不同空间运动模式的反应。

• 创新之处:

  • 首次在即兴舞蹈中引入预编程航线无人机，研究其对舞者空间探索、动作激发及感知代理的影响。
  • 提供双模态数据采集（访谈和计算机视觉分析）结合的研究模式，量化了舞者与无人机的互动关系。

• 实施步骤和关键技术:

  1. 参与者实验：
     • 招募12位具有不同舞蹈经验的舞者，组织单人和双人舞与无人机互动的实验。
  2. 数据采集：
     • 半结构化访谈与调查问卷探讨舞者对无人机及空间的感知。
     • 使用3D姿态估计和视频编码技术分析舞者的身体运动。
  3. 数据分析：
     • 定量比较单无人机与双无人机情况下的舞者行为。
     • 通过编码和主题分析挖掘舞者对无人机特性的主观感知。

研究成果

• 具体成果:

  1. 人机关系：舞者通常将自己定位为追随者，而不是与无人机平等协作的伙伴。
  2. 时空互动：随着无人机数量增多，舞者空间行为变得更加复杂，更倾向于低位动作和躲避动作。
  3. 多模态体验：无人机产生的声音和速度成为舞者判断其动态的重要参数，同时激发舞蹈创新。

• 与现有解决方案的比较及优势:

  • 本研究从情感感知和空间互动角度实现了对舞蹈体验的多维度解析，丰富了人机协作的设计理论。
  • 提供了设计非人形机器人在表演艺术中引入的具体设计指标，填补了技术型即兴舞蹈研究中的空白。

• 实验或评估结果:

  1. 单无人机情境下舞者的连接性和舒适感评分显著高于双无人机。
  2. 双无人机情境下，舞者表现出更大的空间探索动机，尽管涉及更高的复杂性。
  3. 舞者的感知多经历由“躲避－恐惧”到“接近－探索”的动态转变。

• 局限性与未来方向:

  • 局限性:
    1. 无人机轨迹为预设线路，缺乏实时交互。
    2. 研究对象以社交舞者为主，缺少对其他舞蹈风格和舞台环境的考察。
    3. 实验主要在实验室场景中开展，未充分验证现场舞台的适用性。
  • 未来方向:
    1. 探索更复杂轨迹的无人机和实时反馈机制，以提升交互性。
    2. 扩展到更多舞蹈风格及实际舞台场景测试。
    3. 探讨如何进一步利用声音、灯光和多无人机协作以丰富艺术呈现效果。