基于機(jī)器人外觀、交互方式和距離的在咨詢(xún)情況中機(jī)器人溝通策略的作用

1.研究背景

能夠與人類(lèi)進(jìn)行自然語(yǔ)言交互的社交機(jī)器人必須對(duì)人類(lèi)在交流情景中如何使用自然語(yǔ)言非常敏感。然而，“對(duì)人類(lèi)自然語(yǔ)言使用敏感”是一個(gè)復(fù)雜的多方面問(wèn)題，范圍從低級(jí)算法處理細(xì)節(jié)到高級(jí)實(shí)用主義原則。雖然在機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)中已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試來(lái)實(shí)現(xiàn)這種策略，目前還不清楚這種策略在人機(jī)交互(HRI)環(huán)境中是否同樣有效。

2.研究方法

2.1 被試
45名塔夫茨大學(xué)的學(xué)生和工作人員通過(guò)一個(gè)附屬大學(xué)的網(wǎng)站被招募。所有受試者均報(bào)告健康，右撇子，無(wú)腦外傷史。平均年齡21.3歲。

2.2 實(shí)驗(yàn)流程
在獲得知情的書(shū)面同意后，參與者被安裝上近紅外光譜儀，并使用一頂黑色帽子來(lái)固定左右aPFC上的兩個(gè)近紅外光譜儀。然后采集5分鐘的基線測(cè)量數(shù)據(jù)，用于后期將原始近紅外數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為血紅蛋白單位。接下來(lái)，參與者依次執(zhí)行四個(gè)繪圖任務(wù)。根據(jù)溝通和互動(dòng)困難的特點(diǎn)，用主觀問(wèn)卷對(duì)任務(wù)進(jìn)行劃分。為了獲得參與者僅對(duì)兩個(gè)機(jī)器人的出現(xiàn)(沒(méi)有聽(tīng)覺(jué)交互)的反應(yīng)的近紅外測(cè)量值，參與者觀看了一系列的MDS和PR2機(jī)器人圖像（圖1）。

圖1. 左：MDS機(jī)器人；右：PR2機(jī)器人

2.3 數(shù)據(jù)采集和處理
NIRS被用于測(cè)量參與者與注意、情緒管理和工作負(fù)載相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)。一個(gè)雙傳感器的近紅外設(shè)備(Imagent, ISS Inc.)被用于給參與者的前前額葉雙邊成像。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

基于交互日志，與1PR組相比，1PC組的參與者在繪畫(huà)上花的時(shí)間明顯更多。與沒(méi)有任何禮貌修飾的交流策略相比，禮貌交流策略(間接言語(yǔ))提高了可愛(ài)度和體貼度的評(píng)分，降低了攻擊性評(píng)分，這與研究結(jié)果一致。此外，對(duì)交流條件的偏好在第一人稱(chēng)互動(dòng)條件中似乎發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，對(duì)直接言語(yǔ)的偏好略有親和力。圖2顯示1PC組比起3PR組顯示了上升的血氧反應(yīng)。

圖2.與機(jī)器人交互方式的不同帶來(lái)的影響。

4.結(jié)論

這項(xiàng)研究的目的是調(diào)查機(jī)器人交流策略的影響，如直接和間接言語(yǔ)給人類(lèi)的建議。在這里，我們特別包括了三個(gè)額外的因素——機(jī)器人的外觀、存在和交互的直接性——因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被證明可以調(diào)節(jié)人-機(jī)器人交互的有效性。結(jié)果證明四個(gè)維度都是重要的影響因素，在提供建議的環(huán)境中，機(jī)器人行為的感知，以及先前從人類(lèi)觀察者觀看人-機(jī)器人互動(dòng)視頻的實(shí)驗(yàn)中獲得的關(guān)于間接言語(yǔ)行為的結(jié)果，不會(huì)轉(zhuǎn)移到實(shí)際的互動(dòng)環(huán)境中。

5.文獻(xiàn)名稱(chēng)及DOI號(hào)

Investigating the Effects of Robot Communication Strategies in Advice-giving Situations based on Robot Appearance, Interaction Modality and Distance

DOI:10.1145/2559636.2559670