基于社會支持理論的老人輔助社交機器人設計策略研究

摘要：以提升老年輔助社交機器人的社會支持水平為目標，明確老人社交機器人產品的設計重點。基于社會支持理論的多元維度，結合產品調研與用戶調研分別從情感、信息、評估、工具及認知5個支持維度分析輔助社交機器人的設計要素，并得出關于設計要素的用戶需求程度。根據用戶需求內容，提出5項基于社會支持理論的輔助社交機器人設計策略。為相關群體智能產品的設計開發提供思路與參考。

關鍵詞：產品設計；社會支持；輔助社交機器人；老人陪護；智能交互

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）15-0058-04

引言

在人口老齡化背景下，輔助社交機器人逐漸成為服務老年群體的新型智能品類，能為老人提供物理輔助與情感陪伴，在應對人口老齡化方面具備較大潛力[1]。然而，目前的機器人產品局限于單一且同質化的服務，無法在社交娛樂和情感陪伴等方面滿足老人復雜的社會需求，因此，關注產品的社交特性并聚焦老人的群體需求對設計智能助老產品具有重要意義。圍繞這一目標，嘗試引入社會支持理論，探索輔助社交機器人的社會支持屬性，并從老人的社會需求角度出發，建立全面的輔助社交機器人設計策略，從而推動相關智能助老產品實現更高水平的社會支持。

一、社會支持理論概述

（一）社會支持內涵與維度：“社會支持”在20 世紀70 年代已被學術界列為專業概念，通常指從人際關系中獲得的物質與精神層面的積極資源，能夠解決壓力下的負面影響，與老年群體的健康和福祉緊密相關[2]。張一涵等[3] 將不同領域學者的研究歸納并劃分出了4 類社會支持研究視角，其中功能主義視角強調支持行為或內容發揮的不同功能是否能滿足個體需要，其注重功能屬性與用戶需求之間的映射關系。

溯源功能主義視角的維度研究，House 等[4] 聚焦了社會網絡提供的功能類型，提出了情感支持、工具支持、信息支持及評估支持這4 種社會支持類型，被學術界廣泛接受。此外，有學者指出輔助社交機器人應該支持并協助老年群體的認知任務[5]，且已有實證研究指出機器人產品能夠為老人提供認知支持[6]。考慮到老人群體有著特殊的生理與心理特征，因此筆者將認知支持融合進現有維度框架，歸納出情感支持、工具支持、信息支持、評估支持及認知支持共5 個適用于老人群體的社會支持維度。

（二）社會支持理論引入輔助社交機器人的可行性分析：根據媒體等同理論和CASA 范式，人們會把計算機當作同類，并產生社會反應（例如同情等），而輔助社交機器人具有更多的類人線索，是更加積極活躍的社會行動者[7]，能夠作為新型社交實體來提供社會支持[8]。根據社會支持的關系導向模型[9]，輔助社交機器人是提供支持的主體，老年群體是接受支持的客體，支持介體則是機器人提供的支持內容（如圖1），三者相互依賴、相互促進，共同構建具備支持屬性的產品體系。

二、社會支持維度下機器人產品及用戶需求調研

（一）產品調研：輔助社交機器人提供的支持內容決定了主體的支持效果。由于社會支持理論在設計領域的研究成果較少，因此筆者將依據社會支持5 類維度定義，對國內外知名機器人產品及相關概念產品（圖2）展開調研，分析并明確哪些設計要素能夠有效提供社會支持。提取出的設計要素涵蓋了產品的技術特點、社交功能、造型外觀、服務性能等多個方面，匯總結果如表1 所示。

（二）用戶需求調研：輔助社交機器人提供的支持手段和服務功能需要匹配支持客體的實際需求，而目前機器人產品功能大同小異，在情感社交等層面的探索仍有不足，無法為老年群體提供全面的社會支持。因此，除對支持內容本身進行分析，還需深入了解群體需求。

基于輔助社交機器人的產品特性和使用條件，并按照護理學標準與年齡劃分，將目標用戶定義為60-79 歲、對科技保持熱情、在思想層面希望與社會保持緊密聯系的老人群體。為了得出目標用戶對現有輔助社交機器人社會支持設計的看法及期望，結合案例展示和希望點列舉法，有效激勵用戶對機器人功能、造型等方面展開大膽設想并進行深入探討；同時，收集定性與定量實證研究中用戶對于當前機器人社會屬性設計的看法，最終在產品調研的基礎上進行設計要素的整合與擴充。為了進一步明確目標用戶群體對于機器人設計的偏好情況，另外，邀請10 位目標用戶，以5 分制對上述調研所得的設計要素進行需求度打分，記錄結果并繪制用戶需求偏好圖，如圖3 所示。

根據上述需求度評判結果，采取每個維度中得分較高的設計要素，并按內容相似性將要素進行合理歸類與排列，從而有效總結出15 個用戶需求點。在情感支持方面，用戶對面部表情、語調語速、行為動作這3 個設計要素的需求度較高，對故障處理方式、隱私模式、外觀形態、禮儀手勢、文化符號設計要素的需求度相對偏低，可將需求點概括為獲得多種形式的情感反饋、獲得并維持信任感、獲得親切感與尊重。在信息支持方面，用戶對信息共享方式、信息內容豐富度、信息交互方式共3 個設計要素的需求度較為突出，而信息呈現模態包含了文本、圖像、音頻、視頻等呈現模態，整體反映了用戶對信息質量與信息處理能力的追求，將需求點概括為獲得多類型多渠道信息、輔助信息處理、獲取多模態信息。在評估支持方面，用戶認為溝通方式與激勵形式是機器人幫助評估并肯定用戶行為表現的重要設計要素，也有較多用戶希望機器人能夠提供社會比較方式、行為引導方式，因此概括需求點為增強自信心建設、獲得良性比較、引導積極行為狀態。在工具支持方面，材料質量、內部結構、模塊化配件這3 個設計要素與機器人的基礎硬件相關，且用戶需求得分較高，可以概括為設備穩定耐用；其次，用戶對機器人移動性能及感應模塊較為關注，分別導出移動靈活流暢和環境感知靈敏的需求點。在認知支持方面，用戶認為事項提醒方式、日程規劃呈現方式、健康數據呈現方式是對機器人提供認知支持影響較大的設計要素，可以概括出兩點需求特征，分別是輔助提醒與規劃、輔助健康管理；其次，用戶較為關注認知訓練方式以延緩自身機能退化，因此歸納該需求點為認知鍛煉與修復。

三、基于社會支持理論的老人輔助社交機器人設計策略

為全面提升老人輔助社交機器人的社會支持水平，將上述用戶需求點與具體設計內容進行一一映射，進一步導出15 條設計策略，具體推導過程如圖4 所示。

（一）情感支持策略：老年用戶群體由于退休、搬遷、身體等原因導致社交圈逐漸縮小，容易感到失落與孤獨。輔助社交機器人的情感支持體現在同理心、關懷、信任的表達，根據上述用戶需求特征分析，獲得多種形式的情感反饋是用戶的重點需求，機器人可以從情感表達、情感回應、情緒引導等多個環節促進與老人的交流互動；且在建立用戶對機器人的信任感與親切感方面，可以圍繞機器人的外觀造型、表情神態、視線凝視、語音語調等社會線索展開具體設計。

1. 注重情感互動方式的多樣化：情感互動是輔助社交機器人產品的設計關鍵，單一的情感表達和互動方式會使人失去興趣[10]，因此，依托用戶情緒識別、自然語言處理、深度學習等技術的發展，機器人產品應保證豐富且自然的表情互動、肢體運動、語音交流等，且不同社交線索及組合方式將會對情感互動中的生動性和感知體驗造成不同程度的影響。例如，海豹機器人Paro 能模仿用戶喜歡的動作和動物叫聲來回應與老年用戶的接觸，以達到與老年用戶的情感共鳴和情緒渲染的效果，同時幫助他們獲得更好的情感體驗。

2. 建立信任感與信任修復機制：學者De Visser E J 等[11] 認為在發生隱私侵犯、錯誤或非故意行為后積極修復信任應該是任何自主性設備的基本組成部分。老年用戶對于輔助社交機器人的信任問題常源于其存在潛在的隱私侵犯、未能正確完成用戶指令、其自主性違背用戶實際需求等。例如，當輔助社交機器人未能理想地完成老人指令時，可以根據具體的任務情景展開及時道歉，且對于不同錯誤，機器人的道歉方式需具備可變性。此外，針對隱私問題引發的信任危機，可以通過權限管理、權限提醒來增加老人對于隱私的可控感。

3. 與用戶建立友好親近的關系：居家服務的機器人需要營造并維持和諧穩定的情感互動氛圍，可以采用具有親和力或用戶比較熟悉的形態、材質、顏色，同時兼具較高的禮儀水平，能快速拉近與老年群體的距離。

例如，科大訊飛發布了一款玄機弈棋機器人，圓潤的機械手臂能在棋局開始前和結束時向對方行欠身禮來表達尊重，在外觀與禮儀層面讓用戶感到親切與友好。

（二）信息支持策略：在輔助社交機器人的信息設計方面，需以為老年群體提供建議、指導并幫助個體解決問題、促進個體決策為目標。根據用戶需求偏好，獲得多類型多渠道信息、輔助信息處理是較為關鍵的需求特征，獲取多模態信息的需求層級相對較低，具體可以圍繞機器人提供的信息內容質量、信息傳遞方式、信息引導等方面展開分析。

1. 提供多種環境信息并促進信息全面共享：基于智能家居系統、物聯網技術，輔助社交機器人能夠跨越媒介實現多類型信息的共享，能夠幫助老年群體高效地關注、獲取并傳播各類信息，例如，亞馬遜開發的機器人Astro（圖5）可以通過伸縮攝像頭和傳感器監測家庭中各房間、各設備情況，并能使用Amazon Astro 應用程序（圖5）進行遠程操作，有助于老人多渠道獲取信息并將信息共享給親友。

2. 增加信息引導并提高自適應性：在信息交互過程中，清晰明了的引導提示能幫助老年群體更快掌握使用方法，提高機器人的自適應性也是輔助他們開展信息活動的一種有效途徑。自適應性指設備具有適應不同需求情境的能力，能從環境參數、用戶偏好反饋、信息系統中提取有效數據并根據具體情境做靈活調整。例如，陪伴型機器人ElliQ（圖6）在接受他人發送照片的請求信息后，會自動提取信息內容并為老年用戶生成“發送”與“不發送”兩種可選擇的語音命令提示框，能夠有效輔助老年用戶進行信息處理。

3. 采用多模態的信息傳達設計：對老年群體而言，無論是通過語音對話還是界面信息呈現，都需要注重信息傳達的高效性與準確性。視覺與聽覺的多模態輸出形式有助于他們精準地理解信息內容。例如，機器人可以采用與信息內容相匹配的兩種或多種不同模態，來向用戶傳遞天氣、氣溫狀況等生活信息，有助于信息更全面生動且能被更好地傳達。

（三）評估支持策略：對部分缺乏自我肯定、感到迷茫無助的老年用戶來說，他們希望得到他人的關注與認可。輔助社交機器人的評估支持指通過肯定、社會比較的方式提供有助于用戶進行自我評價的交流。根據用戶需求偏好分析，增強自信心建設、獲得良性比較是老年用戶較為明顯的需求特征，其次是引導積極行為狀態。因此，影響機器人評估效果的手段包括適當的激勵措施、及時的正向引導、主動組織話題等。

1. 評估用戶行為并給予積極反饋：輔助社交機器人可以通過對用戶行為表現的積極評價來促進用戶的自信心建設。例如，機器人可以為老年用戶設置關于實現健康目標的激勵機制，在設定目標后督促用戶進行呼吸與冥想等身體和精神活動，并在完成后給予正向反饋，以此激勵用戶過上健康生活并形成積極的生活態度。

2. 通過評估社會他人的行為來鼓勵用戶進行社會參與：社會比較指個體與社會他人行為或其他情況的評估與比較，機器人可以利用社會他人的正面案例來吸引老人外出活動與社交，例如，機器人播放一段社區內熱鬧的活動畫面，讓老人了解到樂趣所在。此外，同一位用戶的行為變化在時間線上也存在可比性。例如，機器人可以在固定的周期內統計老人與機器人對話的頻次、老人借助機器人與親朋聯系的頻次、老人外出參與社會活動的頻次等，并與老人上周的數據進行對比，有助于提醒老人保持積極行為、及時修正消極行為。

3. 主動并正向引導用戶對自身狀態的評估：基于深度學習技術，輔助社交機器人會在與用戶的日常接觸中積累數據并不斷分析，能夠在恰當的時刻主動發起與用戶的對話，并在用戶狀態不佳時及時給出安慰或者進行正向引導，有助于幫助用戶對自身狀態進行及時評估與自我調節。例如，一款社交機器人原型T.I.P（圖7），在檢測到老人長時間未起身活動時，會通過閃爍的燈光、柔軟織物的運動來吸引老人，當老人走近觸摸機器人后將與老人展開對話，并建議老人去附近的游戲聚會結識新朋友，推動老人在維持現狀和采納外出建議間權衡，有助于引導老人做出更適合自身情況的決定。

（四）工具支持策略：隨著年齡逐漸增加，老人的免疫系統和器官功能逐漸衰退，開始需要借助拐杖、推車、輪椅等輔助工具。輔助社交機器人的工具支持主要指提供能夠幫助個體解決問題的物質基礎，在老人因身體機能下降而無法親力親為時，以全自動或半自主的形式完成運送物品、監測環境、控制家電等活動。參照上述用戶需求偏好分析，老年用戶的各個需求特征重要度較接近，因此設計內容需在硬件基礎、移動機構與性能、感知技術方面各有側重。

1. 產品硬件基礎堅固可靠：為了使輔助社交機器人保持功能穩定性并延長使用壽命，可在機器人硬件外觀的設計上采用高強度金屬材質，同時表面需要經過特殊處理，使外殼更耐磨、更耐腐蝕，而在內部對電機等關鍵元件需要采用防水、防震材料作為保護外殼。此外，在機器人運作系統的設計上可采用充放電控制策略、快速充電技術、動態調整用電模式等，以減緩電池老化。

2. 設置精密且靈活的移動機構并實現多場景個性交互功能：基于定位、建圖和路徑規劃技術，輔助社交機器人能夠具備較好的移動性能。在設計領域，合理設計機器人的移動機構也能較好地提高產品移動時的靈活性，并有助于幫助老人完成跨場景的任務指令。例如，三星BotHandy 機器人（圖8）擁有一只機械手臂，能夠實現肩膀、肘部和手腕的自由運動，手臂末端的鉗狀手能完成靈活抓取，同時機器人主體與底座之間設置了水平旋轉機構，能夠快速適應不同空間條件并高效完成用戶指令。

3. 配備全方位環境感知技術：環境感知技術是輔助社交機器人感知和獲取周圍環境數據的關鍵技術，有助于機器人更好地服務于不同的生活場景。輔助社交機器人依托傳感器接收周圍的環境信息，便于執行日常巡邏、緊急情況報警、快速識別目標物品、完成用戶移動指令等任務。例如，在老人不在家中時能夠幫助巡邏并檢查電器開關狀態，當家中出現異常聲響時能夠快速定位等。

（五）認知支持策略：老年人認知能力的退化主要體現在記憶力減退、注意力不集中、語言溝通能力下降、空間記憶模糊等方面，根據需求特征總結，相比對認知鍛煉與修復的期望，老年用戶更偏好機器人輔助提醒與規劃、輔助健康管理。因此輔助社交機器人提供的認知支持可以圍繞協助提醒、健康管理、認知訓練等方面，既要關注已經退化的機能部分，也需鍛煉尚且完好的認知功能，以減緩認知退化的進程，提高個體的生活質量和獨立性。

1. 合理規劃用戶日程并定時提醒：輔助社交機器人需要彌補老人因年齡增長而衰退的能力，包括記憶力、視力、注意力等方面，可以對老人日常生活進行合理規劃并對重要事項提供提醒服務，有助于老人順利完成每一項日程計劃[12]。例如，機器人可以通過簡潔明了的文字標題和清楚明顯的icon 來提示用戶日程，或能進一步依據老人的外出行程配備自動約車等人性化服務。

2. 共享智能穿戴設備并幫助用戶記錄并整合健康數據：輔助社交機器人可以連接老年群體的可穿戴設備，能幫助老人記錄各階段健康數據，便于及時掌握老人的身體情況以采取后續措施。例如，德國專為護理設計的一款服務機器人Care-O-bot 就可以通過連接用戶的可穿戴設備，監測用戶的健康數據，包括血壓、心率、體溫等，同時還可以提供語音交互和遠程控制等功能，幫助用戶更好地管理自己的健康狀況。

3. 增加認知活動的趣味性、權威性：為了延緩老年群體認知能力的退化，輔助社交機器人可以提供多種趣味認知活動。同時，為了讓老年群體保持頭腦活躍，輔助社交機器人需要嵌入專業且權威的老年教育知識，一方面可以與專業機構合作確保知識內容的實時更新，另一方面，通過匹配興趣愛好制定適合不同老年人的學習計劃，也能讓他們獲得更有針對性的教育知識。

結語

當前老人輔助社交機器人的關注點依舊在機器人的實用性功能層面，較少關注機器人的情感表達和老年用戶的社會需求問題。本文以社會學理論為研究視角，基于社會支持成熟的理論維度，結合多種調研方法，獲取相關設計要素并明確用戶需求特征。以全面提升輔助社交機器人的社會支持水平為導向，通過優秀的產品案例以及思維發散，結合用戶需求進一步提出了情感支持、信息支持、評估支持、工具支持、認知支持5 個維度下的機器人設計策略，有助于豐富相關老年智能產品的理論研究，并幫助老年群體獲得更好的機器人產品體驗。

基金項目：2023 年度教育部人文社會科學研究規劃基金項目“老人輔助社交機器人的社會支持機制及理論模型構建”（23YJAZH014）

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