基于情感化设计的智能机器宠物设计研究 欧阳子薇 高娃摘要：以情感化设计为基础，探索聚焦于情感表达的智能机器宠物设计方法采用访谈法调查用户情感需求与偏好，从情感化设计的三个层次分析和梳理智能机器宠物的功能和交互形式，进行智能机器宠物的造型设计与交互行为设计，并对智能机器宠物的情绪表达能力进行以用户为中心的交互评估归纳总结了用户对智能机器宠物的需求，设计并完成了智能机器宠物的实体模型及交互行为展示，评估实验验证了用户与智能机器宠物之间的交互行为有利于用户感知智能机器宠物情绪、引导用户积极情绪从情感化设计角度为智能机器宠物设计提供了新思路，能够有效指导聚焦情绪表达的相关智能化交互产品设计，对大众心理健康发展具有正面作用关键词：智能机器宠物情感化设计造型设计交互设计情绪表达交互评估：TB472：A：1003-0069（2021）09-0145-04Abstract：Based on emotional design concept，the design method of the intelligent robot pets is explored by focusing on the emotional expression. The emotional needs and preferences of the users are interviewed，and the functions and the interaction forms of the intelligent robot pets are analyzed from the views of the three layer of emotional design. Then the model and the interaction behaviors of the intelligent robot pets are designed. The interactive assessments on emotional expression are carried out by the user-centered interaction. The user requirements for the intelligent robot pets were summarized，the physical model and the interaction behaviors were designed，and the positive affects including that the users feel intelligent robot pets，and the intelligent robot pets guide the usersemotion，were verified by the interactive assessments. It provides a novel approach for the design of the intelligent robot pets from the view of emotional design，effectively guides the design of emotion-oriented related intelligent interactive products，and has a positive impact on the development of the public mental-health.Keywords： Intelligent robot petEmotional designModeling designInteraction designEmotional expressionInteractive assessment引言智能機器人是信息化时代计算机、信息技术、人机交互、设计心理学等多学科交叉融合技术的重要体现，也是当前智能化系统研究的前沿热点方向[1]。
智能机器宠物作为智能机器人研究的分支之一，在设计学领域中也引起了许多研究人员的关注，也将成为人类智能化家居生活的重要部分[2]Norman提出机器设计需要情感，V. Nitsch等也提出智能机器人通过情感化表达可具有引发人类情感的能力[3]夏进军、冷敏敏等研究人员分别从智能宠物、宠物机器人的情感化创新设计和改善病人异常等角度进行了探索和综述[2，4]上述研究均表明，从情感化角度探索智能机器宠物设计，对构建智能机器宠物与用户之间可理解的信息通道而言是具有一定可行性的因此，本文以情感化设计理论为基础，以实现引导用户积极情绪和表达自身情绪为目标，通过智能机器宠物的设计实践探索智能化交互产品情绪表达的途径，为聚焦情绪表达的相关产品设计提供了参考一、智能机器宠物的用户需求与情感表达（一）用户情感需求调研和分析智能机器宠物具有智能化、多通道表达等特点，其高科技特色属性要求用户对新兴智能产品有较高接纳度和理解力，熟悉智能化产品交互行为和操控方式[5]现阶段，国内外智能机器宠物设计以仿生为主，从造型上贴合养宠、爱宠人士的心理需求例如，Chip、Aibo、Nybble和Marscat等机器宠物均呈现类动物造型，将用户内在的心理需求通过设计途径进行显性化展示。
与此同时，伴随着交互技术不断发展，多通道情感表达逐渐增加，如Aibo、Kiki、LOBOT等机器宠物可以通过语音、触摸、手势等交互方式进行控制，实现行为模仿、情绪判断、动作反馈等具有一定情感化涵义的响应用户对于宠物的定位多为朋友或亲属，在居家环境中将其作为娱乐、陪伴、沟通和消除孤独感的对象[6，7]在智能家居概念逐渐普及背景下，精准挖掘用户在居家情境中的情感需求是智能机器宠物设计的主要步骤，同时也是智能机器宠物使用场景构建的重要基础[8]因此，设计调研聚焦于用户情绪状态、情绪调节方式方法、对其情绪引导能力和对造型的期待五个方面，以六位处于大学四年级的学生为目标对象，进行深度访谈受访者处于社会角色即将发生转变的时期，受升学及求职等因素影响，心理压力较大，其情绪现状及对机器宠物引导用户情感研究具有指导意义经深度访谈总结用户主要情感需求如下：（1）用户易受焦虑与烦躁情绪影响，主要原因为学业及事业上的困难以及对未来的迷茫;（2）处于负面情绪状态时，部分用户选择进行娱乐活动以转移注意力的方式调节，亦有部分用户追求独立的思考和冷静空间，不希望受到外界环境的干扰;（3）生命个体的独特表现和偶尔出现的不遵循宠物主人指令的行为是真实宠物给用户带来惊喜感的主要原因。
机器宠物对于同一指令仅仅给予固定回应会带来机械感和冰冷感，易使用户对交互过程产生厌倦;（4）用户的个人情绪会受宠物的动作及表现影响，宠物带动积极情绪的能力获得认可，但机器宠物的活动应合乎时宜，否则会加重负面情绪;（5）用户认为机器宠物的外表应是可爱单纯的，而毛茸茸的手感能满足用户的感官体验结合上述分析可见，智能机器宠物设计应能够与用户进行具有不确定性、但合乎逻辑的互动，在材料、尺寸、外观上应表现出舒适的触感、可爱的造型，从而能够引导用户积极情绪、降低负面情绪负担和提升智能机器宠物的生命特征将上述用户需求转化为智能机器宠物设计要素，可归纳为四个方面，包括：（1）外观：暖色调、呆萌可爱、材质柔软、类动物造型;（2）生命力：率性、主动互动、情绪丰富、反应多样性;（3）交互：肢体接触、语音识别、手势交互、情绪识别;（4）功能：聆听、舒缓心情、播放白噪音或纯音乐，其亲和图展示如图1所示二）智能机器宠物的情感表达在设计亲和图分析基础上，分别从设计本能层、行为层、反思层三个角度探索智能机器宠物设计机会点，进一步明确智能机器宠物功能特色和精神内涵智能机器宠物的本能层对应于用户对产品作为宠物的形象感知，包括基于用户经验的外观造型设计、材质与形态语义带来的感官体验、为产品增添生命感的特色属性。
在图1外观和生命力要素基础上进行融合和延伸，提升用户对智能机器宠物生命特征的可理解性，如在表情、体态、情绪、动作、性格等属性进行设计关键词凝练均能够展示智能机器宠物的特色行为层对应于智能机器宠物的人机交互形式、内容与反馈，采用语音、手势、触碰三种交互形式，依据用户情绪、宠物姿态、用户触碰力度等评判指标给予可表达不同情绪的动作反馈反思层对应于智能机器宠物的情感承载，以引导用户积极情绪、舒缓用户负面情绪为主要目标，旨在成为用户的情感依赖对象通过倾听和情绪安抚、与用户互动的方式，机器宠物在交互过程中扮演坏情绪倾诉对象及快乐制造者的角色据上述分析归纳智能机器宠物的情感化设计机会点如图2所示二、机器宠物产品造型设计积极的卡通形象可以产生愉悦的情感传递，在一定程度上满足用户的精神需求[9]结合图1和图2对造型要素的分析，产品造型风格要求能使用户轻易联想到具象化动物为此共设计了8组宠物五官方案，体现其呆萌可爱的风格，如图3.a所示通过头大、身圆和腿短的体态设计，体现其憨厚属性结合当下社会背景，给产品增添护目镜作为装饰产品定位为桌面陪伴型机器宠物，需考虑保持桌面的整洁美观、不影响办公效率、尺寸符合人机工学相关标准[10，11]。
故设定产品尺寸高度不超过30mm，产品尺寸图见图3.b方案数字模型如图3.c所示在办公桌面场景下，该宠物能够作为桌面机器人提供陪伴和休闲互动的功能，发现用户情绪异常对其进行积极情绪的引导，也能够表达自身情绪，场景效果图如图4.a所示在个人卧室场景下，该宠物能够置于床头，睡前倾听用户诉说，给予安慰并陪伴其入睡，场景效果图如图4.b所示产品采用“基本型+可更换外衣”方式，让用户自行选择宠物毛发质感，提升用户和智能机器宠物互动时的体验感配色选用无彩色，即黑色与白色，便于与不同色彩外衣进行搭配结合布料颜色与动物体态特征，机器宠物外观造型可实现不同的动物形象智能宠物模型展示如图4.c所示三、交互行为设计在人机交互过程设计中，不仅要考虑人的因素，还要考虑“人-机- 环境”之间的相互作用关系因此，用户会期望机器具有一定情感、有和谐的交互能力在设计心理学中，人机共情是引导用户产生积极情绪的途径之一，并且情绪表达也是提升用户对机器理解的重要途径因此，本设计中主要通过对交互动作的设计表达智能机器宠物的不同情绪依据用户状态划分为宠物主动互动和用户主动互动一）智能机器宠物主动互动根据智能机器宠物的设计要素和情感化表达分析，宠物主动互动划分为情绪平复互动和倾听安抚互动。
该类情况下，机器宠物通过身体部位的动作表现，对用户行为进行相应的情绪反馈1.情绪平复互动：智能机器宠物的情绪平复互动旨在让用户走出焦虑及烦躁情绪、平静心情通过用户语言、表情和行为，智能机器宠物首先判断用户状态，而后给予相应反馈当用户处于较为愤怒的状态，机器宠物通过摇头等行为进行阻止，引导用户平复心情当用户处于哭泣的状态，机器宠物主动索取拥抱，通过拥抱给予用户力量当用户处于沮丧的状态，机器宠物表现出担忧和关怀，播放柔美优雅的轻音乐或纯净的白噪音，以音乐为媒介引导用户情绪走向智能机器宠物的情绪平复互动表达如表1所示2.倾听功能互动：智能机器宠物的倾听功能互动主要表现在对用户话语的行为反馈，从而表达出智能机器宠物的情绪例如，当用户出现自我否定，机器宠物表示异议当用户对机器宠物进行询问，机器宠物表现无辜或困惑当用户讲述开心的话题，機器宠物也表现出快乐当用户对未来有所期待，机器宠物做出兴奋的情绪反馈机器宠物的倾听功能互动表达如表2所示二）用户主动互动以用户行为为起始点的用户主动互动可认为是用户与智能机器宠物的日常互动，定义为智能机器宠物的休闲互动功能智能机器宠物机器宠物身体各部位皆可通过动作表现对用户行为给予反馈。
机器宠物身体各部位皆可通。