大學生情緒導向型機器寵物設計調查研究

歐陽子薇 高娃

摘要：探索有助于調節大學生情緒的機器寵物設計原則，從設計角度為降低大學生心理壓力、優化生活品質提供可行途徑。調查分析國內外機器寵物、機器人情緒表達、大學生情緒引導產品等研究現狀以及大學生的情緒狀況及其對機器寵物的看法和期待，據此歸納面向大學生群體的情緒導向型機器寵物設計方向、定位和設計關鍵點。總結大學生用戶需求，提出了情緒導向型機器寵物的設計原則。為相關機器寵物設計提供調研參考，也為從設計角度解決大學生心理健康問題提供了可行方案。

關鍵詞：機器寵物人機關系情緒導向大學生設計調查

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）02-0018-04

引言

機器人技術是國家高科技水平和工業自動化程度的重要標志和體現【1】。具有類動物外形的機器寵物也開始成為機器人領域的一個研究分支。它的發展重新定義了日常生活中人與寵物的關系。智能化的機器寵物可以使用戶無需擔心寵物居家安全、寵物寄養、寵物食品安全等一系列問題【2】。同時，情緒表達、人寵互動等問題成為機器寵物能否滿足人們觀賞、陪伴、舒緩壓力等精神目的的重要考量。

現今大學生需要面對復雜的社交、生活、人際關系等多方面問題，其心理健康受到社會廣泛關注。飼養和照顧寵物能夠在一定程度上引導人的正向情緒【3】。然而，由于大學宿舍的管理要求，大學生一般不能在學生宿舍內飼養寵物，因此他們也成為機器寵物的潛在用戶群體之一。智能化、情感化的機器寵物能夠實現人機互動過程中與人的情感共鳴，對人的情緒進行積極引導，從情緒方面優化、改善大學生生活品質。文章從用戶情感視角出發，面向大學生群體進行情緒導向型機器寵物設計調查研究，并據此提出相關設計原則為同類產品提供設計參考，也從設計層面提出調節大學生心理健康的可行思路。

一、國內外相關研究現狀

（一）國內外機器寵物研究現狀

國內在機器寵物研究領域起步較晚，設計傾向于動物具象化和行為模仿，如Nybble和Marscat（圖1）。Nybble（圖1.a）是以兒童為主要用戶的DIY寵物，用戶通過拼裝木制組件完成個性化機器貓的組件，并可自主編程從技巧、步態、行為等方面訓練機器貓使其趨近于貓的生活習慣。Marscat（圖1.b）的優勢在于能夠識別關鍵字做出相應動作，或通過用戶編程實現自定義動作，從而為用戶帶來體驗層面的驚喜感。Nybble和Marscat在外觀特征、主要功能及交互方式的對比如表1所示。

國內機器寵物產品設計大體上體現了情感化設計理念，通過仿生設計實現的對真實動物外觀及行為特征的延續，尤其在本能層和行為層方面滿足用戶感官刺激和使用方式需求。國內研究人員在情感化設計視角下的機器寵物設計也進行了一定研究，例如，2017年夏進軍等人提出了以滿足用戶對機器寵物的情感化需求為目的，結合感官體驗和情感交流功能的智能寵物設計，通過機器寵物的色彩反饋和動態表情有效地與用戶進行自然的情感溝通【4】。

國外在機器寵物設計研究領域思路更具創新性，如SpheroBB-8、Chip、Aibo、Vector、Kiki和LOBOT等機器寵物產品均表現出獨特的造型和豐富的功能。SpheroBB-8（圖2.a）造型還原電影《星球大戰》中的角色形象，通過變化運動路徑和轉動自身部件，在語音問答過程中作情緒化的交互反饋。Chip（圖2.b）是以兒童為主要用戶的機器狗，其多種情緒表現由用戶觸摸位置及方式決定。Aibo（圖2.c）是在無指令情況下也會進行自主表演的陪伴型機器人，能表現出對主人的依賴，帶給用戶精神慰藉。Vector（圖2.d）是會通過輕微撞擊用戶手臂主動尋求互動的機器人，具有近似于動物本能反應的豐富情緒，如看到陌生人時表現謹慎，受到撫摸或輕拍時表現享受。Kiki（圖2.e）是無行走功能的桌面機器人，能夠根據用戶肢體語言判斷情緒，并給予用戶動作反饋。LOBOT（圖2.f）具有與人體體溫相近的熱量，讓人感到溫暖，旨在通過這種方式給用戶帶來愛。上述產品在外觀、功能、交互方面的對比如表2所示。

簡言之，在機器寵物設計領域，國內研究偏向于以兒童為目標用戶的設計，主要作為娛樂和編程學習工具;國外設計重點在于給予陪伴和傳遞溫暖，目標人群年齡層豐富，更關注對用戶的影響和價值。國外機器寵物產品在交互過程中可作為動作的發起方主動開始交互流程，具有行為自主性及情緒多樣性，關注作為“寵物”滿足用戶的情感需求。此外，國外機器寵物研究除娛樂功能外還常伴隨醫療輔助等實用功能（圖3）【5】。結合國內經濟和社會發展背景，國內機器寵物設計研究應以社會責任作為重點，嘗試應用于家居生活、老年人康養、特殊兒童照顧等多個領域【6】。

（二）情緒引導產品研究現狀

1.情緒視角下的機器人人機交互研究：情緒導向型機器寵物設計要求設計師不僅要關注功能需求，還要關注其情感內涵。以用戶的情感需求為主導，關注機器寵物給予用戶的反饋是否能展示機器寵物的情緒以及這種情緒可能對用戶產生哪些影響【8】。目前在機器人情緒表達方面的研究能夠為這一問題提供研究思路。例如，張雪元等人的情感機器人（圖4左）通過情感計算感知用戶情緒，以聲音、燈光及動作形式實現情緒表達【9】。呂振等人通過數學模型實現機器人的表情傳達與情緒抑制【10】。潘航等人的面向孤獨癥輔助康復的交互機器人系統（圖4右）證實，人機交互有利于提高孤獨癥患者的情感互動能力【11】。為機器人賦予情緒感知和情感表達的能力是智能機器人的發展趨勢。德州大學大河谷分校研究的反社會機器人交互原型（圖5）利用機器人負面情緒影響人機交互效率，通過機器人原型中的充氣尖刺設計表達機器人的憤怒情緒，使用戶獲得自身行為不當的提示【12】。由此可見，關注用戶情緒的設計已在機器人交互設計研究中越發重要。通過機器情緒表達使用戶與產品產生共鳴進而引導用戶的積極情緒是未來人機交互研究的關鍵所在，對提升用戶體驗、優化人類生活品質有重要意義。

2.大學生情緒引導產品現狀：國內面向大學生的情緒引導類產品研究較少，實體產品大多以大眾普適的解壓玩具為主，APP產品則通常具有較強的專業性。例如，春雨醫生、壹心理、檸檬心靈、松果傾訴等是通過與專業人士進行問答談話的方式解決情緒問題。這類產品缺乏娛樂性，容易引起大學生的排斥情緒。徐雪等從心理測試、心理幫助、心理監測三方面出發，針對大學生心理抑郁狀況設計情緒排解電話亭（圖6左）【13】。邱羽亭以提醒大學生主動關注壓力情況為目標，設計記錄壓力情況為主要功能的“壓力記APP”（圖6右）【14】。二者在解決實際問題和創意方面顯現出一定優勢，但目前從大學生情感訴求出發的、以引導積極情緒為目標的產品仍有空缺。

二、問卷調查及其分析

（一）問卷調查及數據

研究采用問卷調查法，目的在于了解在校大學生的情緒狀況及其對機器寵物的看法和期待。問卷題目分類框架如表3所示。

本次調查共獲得有效樣本140份，包括女性大學生86人，男性大學生54人，其中大四學生109人，大三學生22人，大二學生8人，大一學生1人。下文主要針對大學生的主要負面情緒、情緒調節方式、對情緒導向機器寵物的認可度、對機器寵物造型及類別的期待、機器寵物的情緒導向能力五個方面進行分析。

1.大學生的主要負面情緒：根據問卷數據對負面情緒的出現頻率進行評分（圖7）。焦慮和煩躁兩種情緒在樣本中出現的次數更多，發生頻率更高。以評分為1的數據為例進行比較發現，免受煩躁、焦慮、緊張和失落情緒困擾的樣本明顯偏少。通過交叉分析男女樣本的情緒評分發現，女性樣本焦慮情緒平均得分為3.51，煩躁情緒平均得分為3.23;男性樣本焦慮情緒平均得分為2.81，煩躁情緒平均得分2.89;女性較男性受焦慮和煩躁情緒影響更多。

2.情緒調節方式：聽音樂是在男女樣本中都為高采用度的調節方式，其中男性比例為61.1%，女性比例為62.8%，可認為比例基本相當（圖8）。此外，男性還常會采用運動、打游戲、睡覺的方式調節情緒，但比例不超過60%。女性常采用電影/電視劇/綜藝、找人傾訴的方式調節情緒，比例分別為76.7%和73.3%。可見，男性和女性在情緒調節方式中體現出一致性，但也具有較大差異。

3.對情緒導向機器寵物的認可度：認可寵物具有情緒調節能力的樣本比例為89.3%，其中認可機器寵物具有相同能力的比例為40.8%，不認可機器寵物具有情緒調節能力的比例為59.2%（圖9）。可見，目前大學生對情緒導向型機器寵物的認可度略低。

4.對機器寵物造型及類別的期待：超過60%的樣本對機器寵物造型的期待傾向于仿生，其中具象化動物為38.6%，具象化家寵為25%（圖10）。可在地面自由移動的機器寵物更受認可，其比例為64.3%（圖11）。此外，造型風格呆萌可愛、材質柔軟、暖色系配色更受樣本青睞，其比例分別為71.4%、79.3%和65.7%。

5.機器寵物的情緒導向能力：機器寵物的不同行為能夠表達積極情緒。例如，蹭主人的行為可以被感知積極情緒，比例為78.6%;搖晃尾巴和耳朵的自身肢體動作也獲得認同，比例分別為70%和53.6%（圖12）。機器寵物主動尋求互動，做出可愛的表情/動作，更能實現情緒安撫，比例分別為79.3%和61.4%（圖13）。

（二）數據分析

通過上述調查發現，大學生對機器寵物擁有較多想象和期待，這有利于進行面向大學生的機器寵物設計。大學生群體正處于由校園走向社會的過渡期，易受情緒困擾，從情緒導向進行機器寵物設計符合需求且具有創新性和實際意義。調研結論簡要總結如下：

1.焦慮、煩躁是大學生的主要負面情緒，其中女性更易受到情緒困擾。在負面情緒的影響下，用戶傾向于聽音樂的方式舒緩心情，或專注于其他娛樂活動以轉移注意力。

2.絕大部分用戶認可寵物能夠起到治愈、減壓等作用，但對機器寵物的接納度略低，這可能與目前機器寵物并未日常化有關。

3.用戶具有機器寵物盡可能接近真實動物的期望，具象化動物造型、肌體觸感柔軟、可在地面自由行走成為用戶的主要述求。呆萌可愛的形象及暖色系的外觀最受用戶歡迎。

4.機器寵物主動靠近尋求擁抱或撫摩的行為，能夠使用戶感知其積極情緒，同時也能實現對用戶的情緒安撫。人機共情在實現觸碰關系的條件下更易發生。

三、用戶需求分析及設計指導

（一）用戶需求分析

本研究的目標用戶群體為大學生，該群體普遍受到社會競爭壓力及學業負擔的影響，焦慮與煩躁情緒是其主要負面情緒。學業困難和對未來迷茫是引起大學生焦慮及煩躁情緒的主要原因，該類問題的根本性解決仍需通過用戶自身的努力和思考完成，而因受負面情緒的擾亂該過程更為艱難。因此，大學生用戶對情緒導向型機器寵物的核心需求是可及時轉移情緒焦點，舒緩焦慮與煩躁情緒，平復心情，以達到能更專注于實際問題的解決的目的。

現階段機器寵物尚未得到廣泛推廣，用戶仍未累積機器寵物的使用經驗。機器寵物的控制不同于現有的大眾化產品，其脫離了物理按鍵與電子屏幕，多采用語音交互、觸摸交互以及手勢交互的形式進行命令輸入，而大學生群體對上述三類交互方式都較為熟悉。此外，大學生群體因受宿舍管理限制，對機器寵物這類智能科技產品有較為強烈的嘗鮮述求，這對機器寵物在該用戶群體中進行推廣增加一定可行性。用戶畫像如圖14所示。

以調查分析結果為基礎，建立大學生用戶需求包括：1）能夠舒緩心情;2）具有類動物造型;3）風格呆萌可愛;4）材質柔軟;5）色彩溫暖;6）可在地上自由移動;7）擁有肢體語言;8）能主動發起互動;9）交互過程中與人產生肢體接觸。

結合產品研究現狀及用戶需求，情緒導向型機器寵物的設計面臨一定挑戰。現有產品材質上多選用塑料材質，為滿足機械結構及功能實現所采用的硬質材質，無法同時滿足用戶期望的柔軟材質從視覺和觸覺上帶來的享受。機器寵物的個性特征以及交互反饋中的動作表現缺少差異性，在接受特定命令后產品的反饋是固定的唯一的，給用戶帶來機器寵物“始終是冰冷的機器”的使用體驗。在真實寵物的飼養過程中，寵物對周圍環境的感知反饋與情感表達是豐富多變的，因此用戶更易產生互動興趣，并從不同的互動反饋中獲得新鮮感。如何維持用戶與機器寵物的交互興趣，并擴展用戶與產品間的交互形式，是機器寵物設計的一大難點。此外，當用戶群體受情緒困擾時，多對周遭環境的互動請求產生抵觸情緒，在不干擾用戶獨處的情況下，適時對用戶進行積極情緒的引導是情緒導向型機器寵物的首要目標。

（二）設計指導

面向大學生的情緒導向型機器寵物設計可遵循如下要點：

1.以解決焦慮情緒和煩躁情緒為重點，以平復心情或轉移注意力為目的。

2.音樂能產生普適性的心理影響，適時播放舒緩的純音樂或干凈的白噪音可作為情緒導向型機器寵物的核心功能。

3.重點關注如何消除機器寵物的“機械感”和“冰冷感”，主動尋求用戶關注及靈活的肢體動作可為機器寵物增加生命力，消除用戶排斥心理。

4.機器寵物的形態要素要滿足用戶對寵物形象的普遍認知，具象化的動物造型和呆萌可愛的設計風格，更有助于實現對積極情緒的引導。

5.考慮到產品功能實現，可采用硬質材質作整體造型，柔軟的布料等材質作為外部裝飾，這種方式也可實現外觀造型和色彩上的多樣性。

6.將觸覺、視覺、聽覺、動作效應四方面相結合設計用戶與機器寵物之間的互動，對大學生積極情緒引導更有幫助。

總結

本文在國內外機器寵物、機器人情緒表達和大學生情緒引導產品等現狀分析基礎上，面向大學生群體進行了調查，提煉了大學生群體對機器寵物的用戶需求，并歸納了為大學生設計具有情緒導向功能機器寵物的設計要點。研究結果有助于設計師理解機器寵物情緒感知和表達的作用及途徑，關注機器寵物的陪伴及情感關懷能力，填補國內機器寵物的情感化設計空缺，同時從設計角度對大學生提供調節情緒的可行途徑，對相關機器寵物的設計研究具有一定參考意義。

基金項目：南京林業大學2019年度教學質量提升工程一流課程建設項目（2019nfukczs035）;南京林業大學高層次（高學歷）人才科研啟動基金（GXL2017004）;江蘇省高等學校自然科學研究面上項目（17KJB510029）。

參考文獻

【】孟慶春，齊勇，張淑軍，杜春俠，殷波，高云智能機器人及其發展【J】.中國海洋大學學報（自然科學版），2004（05）：831-838.

【2】孫藝萌，李若輝.寵物APP飼養應用設計研究【J】.設計，2019，32（19）：144-146.

【3】黃益，劉瑋.寵物貓陪伴智能產品的創新設計思路【J】.藝術科技，2019，32（05）：131-132.

【4】夏進軍，趙佳妮，基于情感化設計層次理論的智能寵物創新設計【J】.包裝工程，2017，38（06）：123-128.

【5】張新新，王芳，楊廣學.機器人技術在自閉癥譜系障礙兒童教育中的應用研究進展【J】.中國特殊教育，2018（11）：24-32.

【6】周橙旻，吳智慧，羅欣，李珂心.康養家具行業發展現狀與趨勢【J】.家具，2020，41（02）：1-6.

【7】劉瑞，郁舒蘭.基于情感語義學的班臺設計研究【J】.家具，2018，39（03）：48-51.

【8】郁舒蘭，劉家偉，服務設計視角下的智能家居生態圈構建【J】.南京林業大學學報（人文社會科學版），2019，19（04）：74-81+88.

【9】張雪元，王志良，永井正武.機器人情感交互模型研究【J】.計算機工程，2006（24）：6-8+12.

【10】呂振，解侖，韓晶，劉欣，王志良.基于情緒控制的仿人機器人表情研究【J】華中科技大學學報（自然科學版），2013，41（S1）：352-355.

【11】潘航，解侖，劉靖，李雪，王志良，任福繼.面向孤獨癥輔助康復的交互機器人系統【J】.計算機集成制造系統2019，25（03）：673-681.

[12]HidekiGarciaGoo，JaimeAlvarezPerez，VirginiaContreras.AnAntisocialSocialRobot：UsingNegativeAffecttoReinforceCooperationinHuman-RobotInteractions[C]//InternationalConferenceonDistributed.Springer，Cham，2018.

【13】徐雪，李晶，陳佳艷.調節大學生心理抑郁的交互產品設計研究【J】.家具，2019，40（05）：69-74.

【14】邱羽亭大學生關于心理壓力的數字產品設計研究【J】.大眾文藝，2017（07）：105-106.