理解基于外骨骼游戏中共享身体控制的设计

文献标题

Towards Understanding the Design of Shared Bodily Control via Exoskeleton-based Play

出版信息

• 研究领域: 身体集成系统中的人机交互。
• 关键词: 共享身体控制，外骨骼，人机交互，代理，所有权，协作，竞争，具身游戏，设计启示。

背景与问题

• 问题/挑战: 现有关于身体集成系统的研究主要集中在运动执行上，而非决策过程，尚未探讨具有自身逻辑的系统如何发起运动以及其对人机关系和身体体验的影响。
• 意义: 理解共享身体控制对于推进康复、辅助技术和具身游戏等领域的应用至关重要，这些领域中的人机协作可以重新定义身体的能动性和交互方式。
• 动机与相关工作: 之前的研究探讨了人机交织、身体体验和关系动态，但缺乏对用户如何解读系统自主决策发起的运动的关注。本文通过研究共享控制场景填补这一空白。

解决方案

• 提出的方法: 设计了三个基于外骨骼的游戏场景——Proxy Pong、DualForce Pong 和 SyncedWings，用于探索代理、竞争和协作的关系动态。
• 创新点:
  1. 引入一种基于自身内部逻辑发起身体运动的外骨骼系统。
  2. 通过定性分析提供用户对共享身体控制体验的实证洞见。
  3. 提出身体集成系统的概念设计空间及设计启示。
• 流程与关键技术:
  • 开发一套能够基于自主决策逻辑驱动单臂运动的外骨骼系统。
  • 实现三个游戏场景以激发代理、竞争和协作的动态。
  • 通过半结构化访谈和主题分析对用户体验进行定性研究（N=16）。

结果

• 具体发现:
  • 参与者对能动性丧失的体验既感到沮丧，又觉得有趣和发人深省，大多数人更倾向于协作而非竞争。
  • 身体所有权是流动且情境化的，从高度意识到将系统控制的肢体视为自主的过程不断演变。
  • 动作对称性促进了协调和沉浸感，而不对称性则导致迷失感。
  • 在自主性、安全性和透明性方面出现了伦理问题，参与者呼吁明确责任和设计标准。
• 相较基线的优势: 本研究独特地强调了共享身体控制的体验维度，聚焦于关系和解释动态，而非技术性能。
• 实验/评估:
  • 参与者在代理、竞争和协作模式下使用外骨骼玩了三个游戏。
  • 通过半结构化访谈探讨了能动性、所有权、系统自主性和伦理反思。
  • 归纳性主题分析提炼出四个体验主题。
• 局限性与未来工作:
  • 参与者群体的同质性限制了研究的普适性；未来研究应包括更多样化的人群。
  • 短期交互未能捕捉长期适应过程；需要开展纵向研究。
  • 研究仅限于基于游戏的情境；需要在康复等高风险应用中验证。
  • 有必要探索其他驱动模式和身体部位的应用。

总结

本文研究了具有自身逻辑发起运动的身体集成系统如何塑造用户的共享控制体验。通过三个基于外骨骼的游戏场景，探讨了代理、竞争和协作的关系动态。研究发现能动性和所有权是流动的，提出了伦理问题，并揭示了动作对称性在体验中的重要性。研究为设计平衡自主性、透明性和以用户为中心的身体集成系统提供了设计启示。这些洞见适用于康复、辅助技术和具身游戏等领域，为未来人机协作表演的探索奠定了基础。