从宠物到机器人：MojiKit——一个用于情感人机交互设计的循证工具包

文献标题

From Pets to Robots: MojiKit as a Data-Informed Toolkit for Affective HRI Design

出版信息

• 主题领域: 动物启发的社交机器人情感行为设计
• 关键词: 情感人机交互 (Affective HRI)、拟动物形机器人 (Zoomorphic Robots)、MojiKit、情感交互设计、人宠交互、行为原型设计、设计参考卡片、MomoBot、创意支持、机器人宠物

背景与问题

• 问题/挑战: 为动物启发的机器人设计情感行为通常依赖直觉，导致设计结果碎片化且缺乏一致性。现有方法缺乏系统化、易于使用的工具来建模和实现与人类情感解读一致的表达动作。
• 重要性: 拟动物形机器人的有效设计可以增强情感共鸣，为无法饲养真实宠物的用户提供陪伴。解决设计挑战有助于改善机器人在治疗、教育及日常场景中的可用性和情感参与度。
• 动机与相关工作: 以往研究集中于高保真动物行为的复制或基于直觉的设计，但这两种方法在可扩展性、一致性和系统复用性方面均存在局限性。本文在这些研究的基础上提出一种结构化、数据驱动的工具包，以弥补这些不足。

解决方案

• 提出的方法: MojiKit 是一个结合结构化设计参考卡片、拟动物形机器人原型（MomoBot）以及用于情感机器人行为原型设计的行为控制工作室的工具包。
• 创新性:
  1. 基于人宠交互分析和动物行为学文献开发的结构化、数据驱动的设计参考资源。
  2. 将一个可触摸的拟动物形机器人原型与无代码行为控制工作室相结合，用于实时原型设计。
  3. 提供实证证据，证明 MojiKit 能够帮助用户设计多样且富有情感表达的机器人行为。
• 流程与关键技术:
  • 分析了 65 段人宠交互视频，并结合动物行为学文献和宠物主人访谈验证研究结果，创建了设计参考卡片。
  • 构建了 MomoBot，这是一种具有 16 个驱动关节的拟动物形机器人，能够实现富有表现力的身体动作。
  • 开发了一个基于时间轴编辑器的行为控制工作室，用于在 MomoBot 上创建和测试动作序列。
  • 组织了 9 场共创工作坊，18 名参与者参与评估 MojiKit 的可用性、创意支持和设计成果。

结果

• 具体发现:
  • 参与者设计了 35 种经过验证的交互模式，其中 71.4% 传达了积极情感。
  • 创意支持指数 (CSI) 得分显示协作性（4.69/5）和愉悦性（>4.3/5）评分较高，但在表现力方面仍有改进空间（3.64/5）。
  • 设计参考卡片在可理解性（4.33/5）和启发性（~4.2/5）方面得分较高。
  • MomoBot 的实时反馈在理解参数与行为之间的关系上表现出色（4.3/5）。
• 相较基线的优势:
  • MojiKit 降低了创意门槛，使非专业人士无需编程知识即可设计富有表现力的行为。
  • 结构化资源促进了系统化探索，而可触摸的原型激发了超出其内置功能的创意。
• 实验/评估:
  • 工作坊参与者包括具有不同宠物经验的用户，他们通过 MojiKit 协作设计交互模式。
  • 混合方法评估包括 CSI、针对性问卷以及对访谈和设计成果的主题分析。
• 局限性与未来工作:
  • 缺乏对设计行为的真实场景部署和后续评估。
  • 原型的局限性（如缺乏感知能力、表现范围有限）。
  • 以人为中心的视角，未考虑机器人与动物的交互。
  • 未来工作包括增强 MojiKit 的功能、在多样化场景中测试其应用，并探索其在人机与机器人-动物交互中的影响。

总结

MojiKit 是一个新颖的、数据驱动的工具包，支持为动物启发的机器人设计富有情感表达的行为。通过整合结构化设计参考卡片、拟动物形机器人原型（MomoBot）和无代码行为控制工作室，MojiKit 降低了创意门槛，帮助用户创建多样化的交互模式。共创工作坊的结果表明，其在促进创意、系统化探索和情感参与方面具有显著效果。未来工作将致力于扩展 MojiKit 的功能，在真实场景中部署，并探索其在人机与机器人-动物交互中的潜在影响。