大学生情绪导向型机器宠物设计调查研究

欧阳子薇 高娃

摘要：探索有助于调节大学生情绪的机器宠物设计原则，从设计角度为降低大学生心理压力、优化生活品质提供可行途径。调查分析国内外机器宠物、机器人情绪表达、大学生情绪引导产品等研究现状以及大学生的情绪状况及其对机器宠物的看法和期待，据此归纳面向大学生群体的情绪导向型机器宠物设计方向、定位和设计关键点。总结大学生用户需求，提出了情绪导向型机器宠物的设计原则。为相关机器宠物设计提供调研参考，也为从设计角度解决大学生心理健康问题提供了可行方案。

关键词：机器宠物人机关系情绪导向大学生设计调查

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）02-0018-04

引言

机器人技术是国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现【1】。具有类动物外形的机器宠物也开始成为机器人领域的一个研究分支。它的发展重新定义了日常生活中人与宠物的关系。智能化的机器宠物可以使用户无需担心宠物居家安全、宠物寄养、宠物食品安全等一系列问题【2】。同时，情绪表达、人宠互动等问题成为机器宠物能否满足人们观赏、陪伴、舒缓压力等精神目的的重要考量。

现今大学生需要面对复杂的社交、生活、人际关系等多方面问题，其心理健康受到社会广泛关注。饲养和照顾宠物能够在一定程度上引导人的正向情绪【3】。然而，由于大学宿舍的管理要求，大学生一般不能在学生宿舍内饲养宠物，因此他们也成为机器宠物的潜在用户群体之一。智能化、情感化的机器宠物能够实现人机互动过程中与人的情感共鸣，对人的情绪进行积极引导，从情绪方面优化、改善大学生生活品质。文章从用户情感视角出发，面向大学生群体进行情绪导向型机器宠物设计调查研究，并据此提出相关设计原则为同类产品提供设计参考，也从设计层面提出调节大学生心理健康的可行思路。

一、国内外相关研究现状

（一）国内外机器宠物研究现状

国内在机器宠物研究领域起步较晚，设计倾向于动物具象化和行为模仿，如Nybble和Marscat（图1）。Nybble（图1.a）是以儿童为主要用户的DIY宠物，用户通过拼装木制组件完成个性化机器猫的组件，并可自主编程从技巧、步态、行为等方面训练机器猫使其趋近于猫的生活习惯。Marscat（图1.b）的优势在于能够识别关键字做出相应动作，或通过用户编程实现自定义动作，从而为用户带来体验层面的惊喜感。Nybble和Marscat在外观特征、主要功能及交互方式的对比如表1所示。

国内机器宠物产品设计大体上体现了情感化设计理念，通过仿生设计实现的对真实动物外观及行为特征的延续，尤其在本能层和行为层方面满足用户感官刺激和使用方式需求。国内研究人员在情感化设计视角下的机器宠物设计也进行了一定研究，例如，2017年夏进军等人提出了以满足用户对机器宠物的情感化需求为目的，结合感官体验和情感交流功能的智能宠物设计，通过机器宠物的色彩反馈和动态表情有效地与用户进行自然的情感沟通【4】。

国外在机器宠物设计研究领域思路更具创新性，如SpheroBB-8、Chip、Aibo、Vector、Kiki和LOBOT等机器宠物产品均表现出独特的造型和丰富的功能。SpheroBB-8（图2.a）造型还原电影《星球大战》中的角色形象，通过变化运动路径和转动自身部件，在语音问答过程中作情绪化的交互反馈。Chip（图2.b）是以儿童为主要用户的机器狗，其多种情绪表现由用户触摸位置及方式决定。Aibo（图2.c）是在无指令情况下也会进行自主表演的陪伴型机器人，能表现出对主人的依赖，带给用户精神慰藉。Vector（图2.d）是会通过轻微撞击用户手臂主动寻求互动的机器人，具有近似于动物本能反应的丰富情绪，如看到陌生人时表现谨慎，受到抚摸或轻拍时表现享受。Kiki（图2.e）是无行走功能的桌面机器人，能够根据用户肢体语言判断情绪，并给予用户动作反馈。LOBOT（图2.f）具有与人体体温相近的热量，让人感到温暖，旨在通过这种方式给用户带来爱。上述产品在外观、功能、交互方面的对比如表2所示。

简言之，在机器宠物设计领域，国内研究偏向于以儿童为目标用户的设计，主要作为娱乐和编程学习工具;国外设计重点在于给予陪伴和传递温暖，目标人群年龄层丰富，更关注对用户的影响和价值。国外机器宠物产品在交互过程中可作为动作的发起方主动开始交互流程，具有行為自主性及情绪多样性，关注作为“宠物”满足用户的情感需求。此外，国外机器宠物研究除娱乐功能外还常伴随医疗辅助等实用功能（图3）【5】。结合国内经济和社会发展背景，国内机器宠物设计研究应以社会责任作为重点，尝试应用于家居生活、老年人康养、特殊儿童照顾等多个领域【6】。

（二）情绪引导产品研究现状

1.情绪视角下的机器人人机交互研究：情绪导向型机器宠物设计要求设计师不仅要关注功能需求，还要关注其情感内涵。以用户的情感需求为主导，关注机器宠物给予用户的反馈是否能展示机器宠物的情绪以及这种情绪可能对用户产生哪些影响【8】。目前在机器人情绪表达方面的研究能够为这一问题提供研究思路。例如，张雪元等人的情感机器人（图4左）通过情感计算感知用户情绪，以声音、灯光及动作形式实现情绪表达【9】。吕振等人通过数学模型实现机器人的表情传达与情绪抑制【10】。潘航等人的面向孤独症辅助康复的交互机器人系统（图4右）证实，人机交互有利于提高孤独症患者的情感互动能力【11】。为机器人赋予情绪感知和情感表达的能力是智能机器人的发展趋势。德州大学大河谷分校研究的反社会机器人交互原型（图5）利用机器人负面情绪影响人机交互效率，通过机器人原型中的充气尖刺设计表达机器人的愤怒情绪，使用户获得自身行为不当的提示【12】。由此可见，关注用户情绪的设计已在机器人交互设计研究中越发重要。通过机器情绪表达使用户与产品产生共鸣进而引导用户的积极情绪是未来人机交互研究的关键所在，对提升用户体验、优化人类生活品质有重要意义。

2.大学生情绪引导产品现状：国内面向大学生的情绪引导类产品研究较少，实体产品大多以大众普适的解压玩具为主，APP产品则通常具有较强的专业性。例如，春雨医生、壹心理、柠檬心灵、松果倾诉等是通过与专业人士进行问答谈话的方式解决情绪问题。这类产品缺乏娱乐性，容易引起大学生的排斥情绪。徐雪等从心理测试、心理帮助、心理监测三方面出发，针对大学生心理抑郁状况设计情绪排解电话亭（图6左）【13】。邱羽亭以提醒大学生主动关注压力情况为目标，设计记录压力情况为主要功能的“压力记APP”（图6右）【14】。二者在解决实际问题和创意方面显现出一定优势，但目前从大学生情感诉求出发的、以引导积极情绪为目标的产品仍有空缺。

二、问卷调查及其分析

（一）问卷调查及数据

研究采用问卷调查法，目的在于了解在校大学生的情绪状况及其对机器宠物的看法和期待。问卷题目分类框架如表3所示。

本次调查共获得有效样本140份，包括女性大学生86人，男性大学生54人，其中大四学生109人，大三学生22人，大二学生8人，大一学生1人。下文主要针对大学生的主要负面情绪、情绪调节方式、对情绪导向机器宠物的认可度、对机器宠物造型及类别的期待、机器宠物的情绪导向能力五个方面进行分析。

1.大学生的主要负面情绪：根据问卷数据对负面情绪的出现频率进行评分（图7）。焦虑和烦躁两种情绪在样本中出现的次数更多，发生频率更高。以评分为1的数据为例进行比较发现，免受烦躁、焦虑、紧张和失落情绪困扰的样本明显偏少。通过交叉分析男女样本的情绪评分发现，女性样本焦虑情绪平均得分为3.51，烦躁情绪平均得分为3.23;男性样本焦虑情绪平均得分为2.81，烦躁情绪平均得分2.89;女性较男性受焦虑和烦躁情绪影响更多。

2.情绪调节方式：听音乐是在男女样本中都为高采用度的调节方式，其中男性比例为61.1%，女性比例为62.8%，可认为比例基本相当（图8）。此外，男性还常会采用运动、打游戏、睡觉的方式调节情绪，但比例不超过60%。女性常采用电影/电视剧/综艺、找人倾诉的方式调节情绪，比例分别为76.7%和73.3%。可见，男性和女性在情绪调节方式中体现出一致性，但也具有较大差异。

3.对情绪导向机器宠物的认可度：认可宠物具有情绪调节能力的样本比例为89.3%，其中认可机器宠物具有相同能力的比例为40.8%，不认可机器宠物具有情绪调节能力的比例为59.2%（图9）。可见，目前大学生对情绪导向型机器宠物的认可度略低。

4.对机器宠物造型及类别的期待：超过60%的样本对机器宠物造型的期待倾向于仿生，其中具象化动物为38.6%，具象化家宠为25%（图10）。可在地面自由移动的机器宠物更受认可，其比例为64.3%（图11）。此外，造型风格呆萌可爱、材质柔软、暖色系配色更受样本青睐，其比例分别为71.4%、79.3%和65.7%。

5.机器宠物的情绪导向能力：机器宠物的不同行为能够表达积极情绪。例如，蹭主人的行为可以被感知积极情绪，比例为78.6%;摇晃尾巴和耳朵的自身肢体动作也获得认同，比例分别为70%和53.6%（图12）。机器宠物主动寻求互动，做出可爱的表情/动作，更能实现情绪安抚，比例分别为79.3%和61.4%（图13）。

（二）数据分析

通过上述调查发现，大学生对机器宠物拥有较多想象和期待，这有利于进行面向大学生的机器宠物设计。大学生群体正处于由校园走向社会的过渡期，易受情绪困扰，从情绪导向进行机器宠物设计符合需求且具有创新性和实际意义。调研结论简要总结如下：

1.焦虑、烦躁是大学生的主要负面情绪，其中女性更易受到情绪困扰。在负面情绪的影响下，用户倾向于听音乐的方式舒缓心情，或专注于其他娱乐活动以转移注意力。

2.绝大部分用户认可宠物能够起到治愈、减压等作用，但对机器宠物的接纳度略低，这可能与目前机器宠物并未日常化有关。

3.用户具有机器宠物尽可能接近真实动物的期望，具象化动物造型、肌体触感柔软、可在地面自由行走成为用户的主要述求。呆萌可爱的形象及暖色系的外观最受用户欢迎。

4.机器宠物主动靠近寻求拥抱或抚摩的行为，能够使用户感知其积极情绪，同时也能实现对用户的情绪安抚。人机共情在实现触碰关系的条件下更易发生。

三、用户需求分析及设计指导

（一）用户需求分析

本研究的目标用户群体为大学生，该群体普遍受到社会竞争压力及学业负担的影响，焦虑与烦躁情绪是其主要负面情绪。学业困难和对未来迷茫是引起大学生焦虑及烦躁情绪的主要原因，该类问题的根本性解决仍需通过用户自身的努力和思考完成，而因受负面情绪的扰乱该过程更为艰难。因此，大学生用户对情绪导向型机器宠物的核心需求是可及时转移情绪焦点，舒缓焦虑与烦躁情绪，平复心情，以达到能更专注于实际问题的解决的目的。

现阶段机器宠物尚未得到广泛推广，用户仍未累积机器宠物的使用经验。机器宠物的控制不同于现有的大众化产品，其脱离了物理按键与电子屏幕，多采用语音交互、触摸交互以及手势交互的形式进行命令输入，而大学生群体对上述三类交互方式都较为熟悉。此外，大学生群体因受宿舍管理限制，对机器宠物这类智能科技产品有较为强烈的尝鲜述求，这对机器宠物在该用户群体中进行推广增加一定可行性。用户画像如图14所示。

以调查分析结果为基础，建立大学生用户需求包括：1）能够舒缓心情;2）具有类动物造型;3）风格呆萌可爱;4）材质柔软;5）色彩温暖;6）可在地上自由移动;7）拥有肢体语言;8）能主动发起互动;9）交互过程中与人产生肢体接触。

结合产品研究现状及用户需求，情绪导向型机器宠物的设计面临一定挑战。现有产品材质上多选用塑料材质，为满足机械结构及功能实现所采用的硬质材质，无法同时满足用户期望的柔软材质从视觉和触觉上带来的享受。机器宠物的个性特征以及交互反馈中的动作表现缺少差异性，在接受特定命令后产品的反馈是固定的唯一的，给用户带来机器宠物“始终是冰冷的机器”的使用体验。在真实宠物的飼养过程中，宠物对周围环境的感知反馈与情感表达是丰富多变的，因此用户更易产生互动兴趣，并从不同的互动反馈中获得新鲜感。如何维持用户与机器宠物的交互兴趣，并扩展用户与产品间的交互形式，是机器宠物设计的一大难点。此外，当用户群体受情绪困扰时，多对周遭环境的互动请求产生抵触情绪，在不干扰用户独处的情况下，适时对用户进行积极情绪的引导是情绪导向型机器宠物的首要目标。

（二）设计指导

面向大学生的情绪导向型机器宠物设计可遵循如下要点：

1.以解决焦虑情绪和烦躁情绪为重点，以平复心情或转移注意力为目的。

2.音乐能产生普适性的心理影响，适时播放舒缓的纯音乐或干净的白噪音可作为情绪导向型机器宠物的核心功能。

3.重点关注如何消除机器宠物的“机械感”和“冰冷感”，主动寻求用户关注及灵活的肢体动作可为机器宠物增加生命力，消除用户排斥心理。

4.机器宠物的形态要素要满足用户对宠物形象的普遍认知，具象化的动物造型和呆萌可爱的设计风格，更有助于实现对积极情绪的引导。

5.考虑到产品功能实现，可采用硬质材质作整体造型，柔软的布料等材质作为外部装饰，这种方式也可实现外观造型和色彩上的多样性。

6.将触觉、视觉、听觉、动作效应四方面相结合设计用户与机器宠物之间的互动，对大学生积极情绪引导更有帮助。

总结

本文在国内外机器宠物、机器人情绪表达和大学生情绪引导产品等现状分析基础上，面向大学生群体进行了调查，提炼了大学生群体对机器宠物的用户需求，并归纳了为大学生设计具有情绪导向功能机器宠物的设计要点。研究结果有助于设计师理解机器宠物情绪感知和表达的作用及途径，关注机器宠物的陪伴及情感关怀能力，填补国内机器宠物的情感化设计空缺，同时从设计角度对大学生提供调节情绪的可行途径，对相关机器宠物的设计研究具有一定参考意义。

基金项目：南京林业大学2019年度教学质量提升工程一流课程建设项目（2019nfukczs035）;南京林业大学高层次（高学历）人才科研启动基金（GXL2017004）;江苏省高等学校自然科学研究面上项目（17KJB510029）。

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