基于無(wú)意識(shí)行為的智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人交互設(shè)計(jì)研究

李美 丁滿 袁夢(mèng)娟

摘 要：本文從老年人無(wú)意識(shí)行為角度出發(fā)，將情境感知技術(shù)應(yīng)用到智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人的交互設(shè)計(jì)中，探討了使服務(wù)機(jī)器人主動(dòng)服務(wù)于老年人的交互設(shè)計(jì)流程，進(jìn)而將服務(wù)機(jī)器人傳統(tǒng)、被動(dòng)的服務(wù)模式轉(zhuǎn)換為主動(dòng)、合理的智慧型養(yǎng)老服務(wù)新模式，從而提高機(jī)器人的服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無(wú)意識(shí)行為;服務(wù)機(jī)器人;情境感知;交互設(shè)計(jì)

我國(guó)老齡化人口不斷增加，未來(lái)20年我國(guó)將進(jìn)入老齡化高峰，智慧養(yǎng)老將成為解決養(yǎng)老難題新的發(fā)展趨勢(shì)。在人口老齡化浪潮加大及智慧養(yǎng)老的大背景下，適老性服務(wù)機(jī)器人的智能化和可用性將備受社會(huì)各界的關(guān)注。我國(guó)智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人存在巨大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展空間。

1 智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及居家智慧養(yǎng)老模式的興起，在家庭環(huán)境中使用并能夠幫助老年人完成日常任務(wù)的服務(wù)機(jī)器人也在迅猛發(fā)展。但由于發(fā)展時(shí)間短，現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人的智慧性不足，在交互設(shè)計(jì)方面仍需依托語(yǔ)音、文字或其他界面的操作向服務(wù)機(jī)器人發(fā)送指令，且操作煩瑣，老年人無(wú)法熟練使用，導(dǎo)致最終放棄使用。并且在語(yǔ)音指令中，相當(dāng)多的老年人普通話標(biāo)準(zhǔn)低，加之日?？谡Z(yǔ)化的指令不符合機(jī)器人識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)，常常造成對(duì)老年人需求的誤判。事實(shí)上，服務(wù)機(jī)器人普遍忽視老年人的肢體語(yǔ)言，而大量的肢體語(yǔ)言是十分重要的無(wú)意識(shí)行為，服務(wù)機(jī)器人被動(dòng)的接收模式，降低了對(duì)用戶心理變化和需求的感知，忽視了老年人的精神需求和情感交流。

2 運(yùn)用情境感知技術(shù)獲取老年人無(wú)意識(shí)行為信息

老年人的無(wú)意識(shí)行為是其需求的外在表現(xiàn)，是可以充分反映其本能需求的。老年人的無(wú)意識(shí)行為存在無(wú)序性，且類別龐雜，難以一一統(tǒng)計(jì)。根據(jù)沙春發(fā)[1]等人提出的無(wú)意識(shí)設(shè)計(jì)方法，只保留發(fā)生頻率大于30%的同類無(wú)意識(shí)行為。

情境感知技術(shù)包括對(duì)情境信息的感知、獲取、處理和反饋4個(gè)過(guò)程。[2]其中，情境信息是情境感知技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容，由用戶基本信息與用戶有關(guān)的環(huán)境信息兩部分組成。對(duì)智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人而言，用戶基本信息主要包括老年人的年齡、身體狀況、個(gè)人習(xí)慣、日常需求、社會(huì)關(guān)系等等。環(huán)境信息包括天氣、室內(nèi)溫濕度、亮度和環(huán)境噪音等空間物理信息，以及季節(jié)、時(shí)令等時(shí)間信息。[3]

通過(guò)情境感知技術(shù)，智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人利用不同智能識(shí)別設(shè)備自主地獲取與老年人和環(huán)境相關(guān)的低層情境信息，即時(shí)掌握老年人的無(wú)意識(shí)行為，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)、實(shí)時(shí)的分析，得出可以直接使用的高層情境信息，最終對(duì)需求形成完整、科學(xué)的判斷，簡(jiǎn)化交互過(guò)程。

3 智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人交互設(shè)計(jì)研究

3.1 智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人交互設(shè)計(jì)流程

交互設(shè)計(jì)的目的是讓產(chǎn)品更易用，并且讓用戶使用更愉悅，提升用戶體驗(yàn)。結(jié)合老年人與智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人交互過(guò)程，可以歸納出智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人的交互設(shè)計(jì)流程。

信息輸入階段：確定服務(wù)場(chǎng)景，獲取并篩選老年人無(wú)意識(shí)行為動(dòng)作。

信息處理階段：根據(jù)情境信息編寫無(wú)意識(shí)行為和對(duì)應(yīng)需求數(shù)據(jù)信息庫(kù)，主動(dòng)識(shí)別無(wú)意識(shí)行為分析評(píng)估數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)用戶和環(huán)境信息得出無(wú)意識(shí)行為所指的對(duì)應(yīng)需求。

信息輸出階段：根據(jù)分析結(jié)果，征得用戶同意后，自主輸出相應(yīng)的服務(wù)項(xiàng)目。同時(shí)，由于老年人性格特征、生活習(xí)慣存在差異性，在輸出服務(wù)時(shí)要優(yōu)先考慮老年人的行為習(xí)慣等因素。

交互設(shè)計(jì)階段：是整個(gè)服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)的最終實(shí)現(xiàn)，根據(jù)前三個(gè)階段推導(dǎo)出相應(yīng)的交互設(shè)計(jì)要素，進(jìn)而指導(dǎo)服務(wù)機(jī)器人的交互設(shè)計(jì)過(guò)程。

3.2 智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人交互設(shè)計(jì)要素分析

根據(jù)我國(guó)“智慧養(yǎng)老”的發(fā)展現(xiàn)狀和模式，結(jié)合老年人日常生活場(chǎng)景及活動(dòng)內(nèi)容，我們可以將智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人的服務(wù)項(xiàng)目歸納為生活照護(hù)、安全保衛(wèi)、健康監(jiān)測(cè)、應(yīng)急救助、休閑娛樂(lè)、學(xué)習(xí)分享6個(gè)方面。結(jié)合智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人交互過(guò)程，分析得出智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人應(yīng)具備界面顯示、圖像/行為識(shí)別、移動(dòng)抓取、語(yǔ)音交互、信號(hào)反饋5個(gè)功能要素，進(jìn)而得出其交互設(shè)計(jì)要素。

界面顯示功能要素：服務(wù)機(jī)器人需要向用戶展示即時(shí)接收的圖像或是文字信息，因此需要一塊液晶顯示屏幕。

圖像/行為識(shí)別功能要素：服務(wù)機(jī)器人需要通過(guò)攝像頭等感應(yīng)設(shè)備識(shí)別用戶身份、行為和對(duì)周圍環(huán)境的判斷。為擴(kuò)大識(shí)別范圍，智能設(shè)備需要安裝在服務(wù)機(jī)器人的頂部。

移動(dòng)抓取功能要素：服務(wù)機(jī)器人需要安裝旋轉(zhuǎn)底輪和制動(dòng)裝置，平穩(wěn)行走并能隨時(shí)制動(dòng)。為了使機(jī)器人可以自由抓取物品，需要設(shè)計(jì)仿人機(jī)器人上肢手臂，包括手臂旋轉(zhuǎn)、彎曲，手掌及手指相互配合，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確抓握，并在移動(dòng)過(guò)程中可以承受物品的重量。

語(yǔ)音交互功能要素：服務(wù)機(jī)器人通過(guò)話筒和音響與用戶進(jìn)行語(yǔ)音交流，為保證接收語(yǔ)音清晰，話筒和音響的位置應(yīng)設(shè)置在服務(wù)機(jī)器人主體中心。

信號(hào)反饋功能要素：服務(wù)機(jī)器人可以通過(guò)指示燈顏色變化、閃爍頻率，或是機(jī)器人面部表情變化來(lái)向用戶反饋信號(hào)。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧養(yǎng)老型服務(wù)機(jī)器人“主動(dòng)性”服務(wù)模式將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。將無(wú)意識(shí)行為運(yùn)用到服務(wù)型機(jī)器人交互設(shè)計(jì)中，建立人與機(jī)器人、服務(wù)之間最為恰當(dāng)和諧的關(guān)系，使產(chǎn)品交互過(guò)程越來(lái)越趨于人性化。通過(guò)情境感知技術(shù)識(shí)別老年人無(wú)意識(shí)行為，分析其需求，從而主動(dòng)為老年人提供更好、更貼切的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沙春發(fā)，盧章平，李瑞.一種理性的無(wú)意識(shí)設(shè)計(jì)方法[J].包裝工程，2016（06）：114-118.

[2] 劉景泰，張森，孫月.面向智能家居/智慧生活的服務(wù)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)[J].集成技術(shù)，2016，5（03）：38-46.

[3] 丁滿，袁夢(mèng)娟，白仲航，張曉.基于用戶無(wú)意識(shí)行為的服務(wù)機(jī)器人交互設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2018（10）：91-95.

作者簡(jiǎn)介：李美，河北工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師。