新媒體時代下，人與人工智能的共生研究

趙繁

當前，社會經濟和科學技術飛速發展，人工智能也在快速發展，兒童陪伴機器人逐漸進入到人們的生活當中，和傳統兒童玩具相比較，兒童陪伴機器人與兒童的互動性更強，情感交流更為密切，也會形成更加和諧健康的家庭環境，從而會促進兒童的健康快樂的成長。機器人技術的發展與相對應的產業發展呈正相關，越來越多的智能機器人走到人們的工作和生活之中。一個兒童的完整童年離開不了父母的陪伴，但是缺少陪伴的兒童卻占了很大的一個比重，所以兒童陪伴機器人逐漸被更多家庭所接受。

1緒論

1.1研究背景

陪伴機器人中最重要的就是用戶人群與其進行有效有趣味的交互。未來兒童陪伴機器人將具有模仿人類的思維方式，它們不但能夠能與人類一樣適應動態的環境，還可以通過與環境的交互獲取新知識。獲取新知識繼而與用戶進行交互學習，可以將學習到的新知識傳達給用戶。課題研究的目的一是為了讓兒童擁有一個不缺少父母陪伴的童年，使兒童在和諧的家庭中健康成長，促使兒童陪伴機器人和兒童的互動，互動方式和場景也會不斷豐富，提升兒童的參與感;二是為需要開發兒童陪伴產品的個人或公司提供設計研究的參考，設計出能夠真實有效解決兒童陪護和情感問題的好產品。

兒童心理素質和性格是不斷變化的，在不同的階段不同的表現并且差異很大?，F在來看，我國在兒童陪伴機器人這方面的研究相對緩慢，當前的兒童陪伴機器人設計中，目前有以下幾點問題等待解決。

（1）兒童陪伴機器人理論匱乏，自主研發能力落后?，F有陪伴機器人主要集中在護理及助老機器人的設計上。

（2）服務類機器人服務平臺和標準體系有待提升。我國兒童陪伴機器人研究處于起步階段。

1.2 國內外陪伴機器人研究現狀

1.2.1 國內服務機器人的研究現狀

當前，國內機器人市場進入高速增長期，服務機器人需求潛力巨大。2018 年，我國機器人市場規模預計達到 87.4 億美元，其中服務機器人18.4 億美元占比 21%，而家用服務機器人市場規模達 8.9 億美元，占比 48.4%。我國服務機器人的市場規模增長迅速。

1.2.2 國外服務機器人的研究現狀

國際機器人聯合會（International Federation of Robotics）IFR按照從事的工作類型，把機器人分為工業機器人與服務機器人兩大類。將服務機器人定義為：一種半自主或全自主工作的機器人，它能完成有益于人類的服務工作，但不包括從事生產的設備。

1.3研究的目的及意義

隨著城市生活節奏的加快，全國近7成父母沒有時間陪伴孩子，近2/3的兒童與手機ipad為伴，家長無法給予孩子的不再是物質上的滿足而更多是“有效陪伴”的時間。兒童成長必然經歷學前期認知社會的主要階段的重要人生階段，在這個階段，孩子的成長環境與孩子的人生觀、世界觀、價值觀息息的形成相關，為此應該從兒童學前期開始培養兒童三觀的正確性。

2 用戶群體研究

研究用戶人群是兒童陪伴機器人人機界面設計的關鍵因素，有價值的產品源于對使用用戶人群動機和需求的了解。本文以學前初期（3-6歲）兒童作為研究對象，經查閱學前初期兒童的相關文獻對3-6歲兒童的感知能力、認知能力以及行動水平特點三方面進行具有針對性、詳細的概括;從3-6歲兒童的生理結構、心理、行為動機與需求三個角度為出發點，對用戶群體進行研究。

3 兒童特征和陪伴機器人相關理論及交互概述

3.1兒童特征概述

不同的家庭撫養類型對兒童發展造成不同影響，和母親生活在一起的兒童通常能得到更好的養育和照料，缺乏父親教養家庭中的孩子比正常家庭中的孩子孤獨感強。學前初期兒童的心理研究是從本能層進階到行為層和反思層，從兒童的表情行為語氣等方式進行觀察和調研。

3.2 家用服務機器人相關技術

機器人能實現從工業機器人到家用機器人的轉變，不僅在于機器人核心組件的不斷發展完善及智能化，更在于涉及人機交互的相關技術也不斷完善，為家用服務機器人的人機交互提供可能。

服務機器人作為未來家庭應用中的重要環節，不僅從功能上逐漸開發完善，在其智能化的性能上也不斷提高，關注機器人人性化和感知智能化是機器人未來發展的交互趨勢。其所涉及的通信協議接口、無線通信網絡、傳感器單元應用等技術的發展，都會推動服務機器人行業進步。網絡通信、導航定位、智能決策控制、驅動技術等技術作為服務機器人的關鍵技術是支持其運行的基礎技術支撐。

3.3交互設計的概述

交互設計是指兩個或多個互動個體之間交流的內容和結構，使之相互配合， ?共同達成某種目的。人機交互（Human-computer Interaction/Human-machine Interaction）是一門研究系統與用戶之間交互行為的學科。國際工效學協會給出人機工程學的定義：人機工程學是研究系統中人與其他組成部分關系的一門學科，并運用其理論、原理、數據和方法進行設計，以優化系統的功效和人的健康之間的關系。

4 兒童陪伴機器人交互研究

4.1 兒童陪伴機器人研究內容及方法

兒童陪伴機器人研究的最終目的，是為了讓兒童能更方便快捷的使用機器人產品。通過用戶訪談和交互分析，對用戶使用產品功能、操作頻率、使用場景、利益相關人等的分析，找出用戶需求、用戶痛點和產品機會點，以降低用戶的操作困難，提高用戶使用率。在交互設計領域，主要通過觀察法、文獻研究法，有計劃地搜集交互設計歷史材料、現實情況材料，對交互理論進行系統的了解。

兒童陪伴機器人的操作是一個復合的操作活動，在實現某一功能前需要兒童發出更多的操作指引性指令。將陪伴機器人根據交互行為的心理過程進行分析，從第一視覺感知到完成整個交互體驗后留下的直觀感受及評價流程，即目的、計劃、動作實驗、感知反饋、認知。

4.2兒童陪伴機器人用戶研究

本次研究旨在通過交互設計的方法，盡可能挖掘用戶對兒童陪伴機器人的需求及使用痛點，發展機會點，對兒童陪伴機器人相關功能進行優化。

從發表的期刊雜志、論文及其它資料中，對已有的或概念設計的家用服務機器人進行歸納整理，是本次桌面研究的重點。桌面研究旨在通過需求溝通、需求細分、收集執行、篩選整理和報告輸出四個板塊，對相關競品的現狀和發展趨勢做總結。

（1）需求溝通

該部分需要明確本次桌面研究的研究目的，判斷可利用的信息資源范圍。本次桌面研究主要為之后的研究提供研究方向和已有技術信息支撐，主要針對家庭服務機器人的現有產品及概念設計進行搜索，包括相關前沿交互技術的檢索。最終目的是為將機器人操作區域進行分類比較，得到產品啟發點。

（2）需求細分

需求分析可將調研產品的優勢、劣勢、機會點及相關參數進行歸納整理，同時針對本次研究的特定目的即需要對機器人的操作區域進行分類比較，也應增加對調研產品操作區域的細分研究。

（3）篩選整理

根據對本次桌面研究的目的和需求細分要求，對收集到的所有兒童陪伴機器人進行整理歸納，最后選取10款最具典型性的產品進行分析。在對優缺點分析方面，均來自已有該產生使用經驗的用戶對其進行的點評。

（4）象限法分析

通過象限法分析對以上 10 個樣品進行分類，以樣品中差異化較大的兩個指標作為分類標準。分別為仿人和非仿人，有屏幕和無屏幕交互。

5 兒童陪伴機器人交互構建

5.1兒童陪伴機器人的概念

通過前面對兒童陪伴機器人的背景、現狀、交互設計以及兒童群體的深入挖掘分析，發現在使用產品時其行為表現也與成人有很大不同，相應設計原則、方法和策略也具有獨特性。

5.2兒童需求

根據課題中創建的用戶角色分析，可以繼續對兒童陪伴機器人的需求進行分析，在此次調研的兒童及其監護人和父母都對本課題提出了自身的感受和建議，其中包括以下幾個兒童的需求關鍵詞，圓潤的外觀、可以交流、操作簡單、有屏幕等關鍵詞，

5.3人機交互原則及應用準則

5.3.1 兒童陪伴機器人人機交互原則

人機交互原則的建立能夠更好的幫助設計實現，為相關設計提供指導。本次研究將魅力屬性定位為用戶多次提及很期待的功能，但目前并沒有應用在兒童陪伴機器人上的功能，即需求占處于中間值;將期望屬性定位為用戶具有明確需求的，會因功能無法實現而降低使用體驗的功能，即需求占比高但目前沒有應用在產品上的功能;將必備屬性定位為同類產品均具有，且如果沒有將嚴重影響用戶體驗的功能;將無差異屬性定位為，無論是否提供此項需求，都不會對用戶滿意度造成影響，即需求占比低且可優化的功能。兒童陪伴機器人人機交互原則的建立通過以上用戶訪談及產品操作研究，綜合對兒童認知心理和體能特征的研究，提出兒童陪伴機器人交互設計原則，情感交流原則、一致性原則、體驗參與原則和成長變化原則。

5.3.2 兒童陪伴機器人交互應用準則

交互應用準則是基于交互原則對設計方法的具體要求，通過對四個原則的分解，得出6點針對兒童的陪伴機器人交互應用準則，分別為多通道輸入、個性化設計、體驗參與性、直觀的交互、可靠性及圖形化語義原則。

6 結語

通過陪伴機器人解決兒童的問題是一種新的社會問題解決方案。本課題是在吸收國內外學者研究成果的基礎上，總結歸納兒童生理心理特征及交互設計理論等基礎理論，再進一步通過交互行為實驗研究兒童對陪伴機器人的用戶需求進行歸納進一步探討兒童陪伴機器人設計理念和方法。簡單來說，人工智能技術是結合了許多計算機科學、心理學、邏輯學等學科的產物，對人類的發展具有絕對性的作用。機器人的實現需要諸多技術支撐，如傳感技術、機器人晃動、機器人構件轉動、大數據分析、語義識別等技術都需要相關技術進步的前提，具有一定技術難度。但是在當今科學技術飛速發展的科技環境下，針對兒童的陪伴機器人所需相關技術具有切實的實現可能。