具身認知理論驅動下酒店服務機器人交互設計范式轉型

摘要：酒店服務機器人交互設計長期受到工具理性范式的局限，其交互邏輯以任務完成為核心，忽視用戶情境化體驗與具身認知需求。本研究基于具身認知理論，對服務機器人設計理論與實踐進行分析，提出從“機械功能執行”向“感知—動作循環”的范式轉型路徑，重構機器人交互設計的理論框架。通過分析具身性、情境性與生成性在服務場景中的耦合機制，揭示酒店場景下機器人交互體驗的認知生成邏輯。研究表明，運用具身認知框架，通過重塑機器人本體形態、構建動態環境認知圖譜及建立生成性交互機制，能夠有效解決傳統設計中的認知斷裂等問題，并推動人機協同向認知共生演進。

關鍵詞：酒店服務機器人；具身認知理論；交互設計；范式轉型；人機協同

中圖分類號：TP311" "文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）18-0018-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

全球酒店業智能化轉型加速推進，服務機器人滲透率從2018年的11.2%攀升至2023年的43.5%[1]。然而，技術升級與用戶體驗的背離日益顯著。中國旅游研究院調查顯示，在消費者調查中，58.3%的消費者認為機器人服務存在“機械感過強”“情境響應遲鈍”等問題[2]。這一矛盾折射出交互設計范式的深層認知困境，表現為傳統技術路徑將服務簡化為信息處理流程，忽視身體作為意義生成媒介的本體論價值[3]。

當前酒店服務機器人設計普遍遵循笛卡爾身心二元論哲學。笛卡爾認為，身體和心靈是兩種不同的實體，心靈（智能） 可以獨立于身體而存在。這種觀點導致許多設計師認為，智能服務機器人應是一種脫離身體的抽象符號處理過程。這意味著，在酒店中，服務機器人往往被視為一種冷冰冰的機械裝置，它們通過復雜的算法和邏輯來處理信息，而不是像人類一樣具有情感和身體反應。這種設計方式可能使機器人看起來更專業和高效，但可能會讓用戶對其情感需求和互動期望產生困惑。這種設計哲學強調智能的理性和邏輯性，而忽視了機器人與人類之間的情感和身體聯系。該設計范式注重技術參數的優化，例如通過SLAM（即時定位與地圖構建） 技術實現厘米級導航精度，或借助自然語言處理提升語音識別率[4]。然而，這種技術導向路徑將服務過程簡化為離散的功能模塊（如導航、抓取、對話） ，導致機器人交互呈現顯著的“離身性”特征。

具身認知理論（Embodied Cognition） 顛覆傳統認知科學的“離身性”假設，強調認知形成于身體與環境的動態耦合過程[5]。在酒店服務場景中，服務員通過躬身角度調節服務距離、通過托盤高度傳遞關懷強度等具身化實踐，構成服務意義的微觀生成機制。而現有機器人設計將身體簡化為機械執行器，導致服務認知的符號化貧困[6-8]。

1 理論困境

1.1 工具理性的異化

傳統范式的困境折射出深層的認知偏差。技術中心主義將身體簡化為機械執行器，忽視了其作為認知生成媒介的本體論價值。梅洛-龐蒂提出了一個重要觀點：“身體不是認知的客體，而是認知的主體。我們通過身體在世界中存在并理解世界。”這個想法強調了身體在認知和與世界互動中的核心作用。傳統設計的問題在于過于強調理性的工具性。這種設計將服務流程固定為一系列可以被編程的任務，這樣做會切斷服務互動中意義生成的鏈條。換句話說，這樣的設計使得服務過程變得像機器一樣，缺乏情感和人際交流的維度。

1.2 環境認知的降維

在酒店服務機器人設計中，服務流程被固定為機械的任務，缺乏靈活性和適應性。這意味著機器人可能會缺乏與顧客的互動能力，因為它們只是按照預編程的任務執行，而沒有真正理解和服務于顧客的需求。梅洛-龐蒂的觀點提醒我們，在設計服務機器人時，應該考慮如何讓機器人更好地與人類互動，理解和服務于人們的需求，而不是僅僅基于機械的任務執行。另一方面，環境認知的降維通過SLAM技術將服務空間抽象為幾何坐標，忽略了用戶身體所處的運動與環境互動的語義關聯，從而導致情感價值的缺失。剝離副語言線索的對話系統，本質上是“情感能指”與“情感所指”的符號性斷裂。這種設計思維導致機器人淪為“精準卻冷漠”的技術裝置，無法滿足體驗經濟時代用戶對情感價值與情境適應的深層需求。

1.3 情感價值的缺失

在實踐層面，傳統設計暴露出三重核心矛盾：1） 空間理解的機械化。機器人依賴二維柵格地圖進行坐標定位，卻無法理解“前臺立柱后方第三張茶幾”等具身化空間語義。這種認知斷裂源于對梅洛-龐蒂“身體圖式”理論的忽視——人類通過身體運動建構空間意義，而非依賴靜態坐標識別。2） 情感交互的符號化。現有系統剝離了服務交互中較多的副語言線索（如手勢、眼神、體態） ，導致情感傳遞效率不及人類服務。標準化問候語雖語法正確，卻因缺乏具身化表達被用戶評價為“機械冷漠”。3） 情境適應的程序化。預設的有限狀態機無法應對動態服務場景。例如，當客人突發身體不適時，機器人仍按既定流程完成物品遞送，喪失應急響應能力。這些問題的本質在于傳統設計對服務本質的誤讀——服務并非技術參數的集合，而是具身化主體在特定情境中建構意義的過程。

具身認知理論為破解困境提供哲學突破口。Varela提出的“生成認知”（Enactive Cognition） 強調，智能產生于有機體與環境的持續互動，而非預設程序的機械執行[5]。孫長銀等構建的“算-控-測”具身框架指明轉型路徑：通過柔性機械臂（關節自由度≥6） 模擬人類遞送時的拋物線運動，借助壓力感應托盤（精度0.1N） 捕捉用戶接收力度，重構“身體作為服務媒介”的認知邏輯。萬豪酒店的改造實踐顯示，引入多模態感知系統（3D視覺+聲源定位） 后，機器人情境響應速度提升41%，非結構化請求處理率從52%躍至89%。這種轉型不僅需要技術創新，更要求哲學重構——將機器人視為“具身化服務主體”而非“智能化工具”，在身體經驗與情境交互中生成服務意義，最終實現從“功能實現”到“認知共建”的范式躍遷。

2 解決思路

具身認知理論為突破傳統設計困境提供理論支撐。笛卡爾哲學的身心二元論將身體簡化為機械運動的物理載體，導致設計者聚焦于關節自由度、運動精度等技術參數，卻忽視身體作為認知生成媒介的本體論價值。具身認知理論顛覆了這一認知范式，梅洛-龐蒂（Merleau-Ponty） 的現象學揭示：人類通過身體運動建構空間意義的過程，本質上是一種前反思的具身智能——服務員調整托盤高度時的肌肉記憶、躬身遞送時的視線調節，這些具身化實踐構成服務認知的微觀基礎。對于機器人設計而言，具身性重構意味著突破“形態仿生”的表層邏輯，轉向“身體作為認知界面”的深層哲學理解。

2.1 具身性重構

孫長銀等提出的“算—控—測”具身框架為重構提供實踐路徑。該框架強調機器人形態需與人類認知規律深度耦合：類人化高度設計并非追求視覺擬真，而是通過建立平視交互軸線（110～150 cm） 重構空間共在感；曲面機身弱化機械棱角，其哲學意義在于消解技術物對人的符號壓迫；柔性材質的應用則超越安全考量，旨在通過觸覺反饋重建服務交互中的力度協商機制。這種設計轉向的本質是海德格爾（Heidegger） 技術哲學的現實映射——當機器人身體從“持存物”（Bestand） 轉變為“在世存在”（Being-in-the-world） ，技術便不再是人類主體的對立物，而是服務認知生態的共生要素。這種轉型的哲學內核，實質上是對海德格爾“技術本質”之問的現代詮釋——當服務機器人以其具身化的運動軌跡與環境建立認知聯結，通過實時交互動態生成服務策略時，便打破了傳統“技術座架”的桎梏，朝著“詩意棲居”的本真狀態邁進。這種從工具理性到存在理性的躍遷，不僅重構了人機交互的范式，更開啟了技術哲學的新維度。

具身性重構對設計思維提出雙重挑戰：其一，需摒棄將形態設計等同于功能載體的工具理性，轉而理解身體運動如何參與意義生成。例如機械臂的拋物線軌跡設計，本質是模擬人類遞送時的手眼協調認知；其二，需建立身體經驗與認知過程的動態映射。壓力感應裝置捕捉的不僅是物理壓力數據，更是用戶接收物品時的心理舒適閾值，這種“感知-認知-動作”的閉環構成具身智能的核心機制。

2.2 情境性嵌入

酒店服務場景的本質是多元要素交織的認知生態場域。傳統設計將環境簡化為坐標參數集合，如SLAM解決的是空間位置與路線規劃，但忽視了空間的文化與語義內涵，因此造成“僅能精確到坐標，無法識別現實含義”，導致機器人陷入“精準定位與語義迷失”的悖論。能準確到達（X=32，Y=15） 坐標點，卻無法理解“立柱后方第三張茶幾”的具身化空間指代。這種認知斷裂的根源在于忽視情境性（Situatedness） 的構成性作用。瓦雷拉（Varela） 的生成認知理論指出：智能并非預先存儲于系統內部，而是產生于有機體與環境的持續互動。在酒店場景中，空間布局的拓撲關系、用戶行為的時序特征、文化規范的隱性約束共同構成動態認知網絡。

情境嵌入要求設計者重構環境認知的三重維度：

1） 空間語義的具身化解碼。突破SLAM技術的幾何建模局限，通過多模態感知建立空間拓撲與身體運動的關聯。例如視覺系統需識別“立柱”不僅是障礙物，更是空間記憶錨點；路徑規劃需融合人體朝向識別，將機械導航升維為服務意向理解。

2） 時間維度的認知整合。服務時序中的節奏變化（如入住高峰期的效率需求與深夜時段的靜謐要求） 構成動態認知語境。機器人需通過服務記錄分析建立時間-行為映射模型，實現從“即時響應”到“情境預判”的認知躍遷。

3） 文化規范的隱性學習。跨文化場景中的鞠躬角度、對話距離等禮儀差異，要求機器人突破程序化規則庫，通過觀察學習建立文化行為模式。這需要引入孫長銀提出的\"社會-物理-信息域\"融合框架，使機器人能夠從環境互動中提取隱性知識。

情境性嵌入的技術實現本質上是吉布森（Gibson） \"可供性\"理論的工程轉化，強調環境為生物體提供的行動可能性。當機器人將“沙發”認知為休息等待的“邀請”而非障礙物，將“行李箱”識別為需要避讓的移動客體而非靜態像素集合，便實現了從環境感知到服務認知的質變。這種認知躍遷要求建立包含多模態語義網絡，使離散的環境信號轉化為具身化的行動指引。

2.3 生成性交互

生成性（Enaction） 要素標志著具身認知理論對傳統設計范式的根本突破。傳統系統依賴有限狀態機預設服務流程，將認知過程降維為邏輯命題的排列組合，導致程序正確性與體驗疏離感的悖論。生成性交互的核心哲學在于：服務認知具有不可預測的涌現特征，需通過實時交互不斷重構策略框架。這種認知觀與德勒茲（Deleuze） 的生成哲學形成共振——智能不是對預設真理的發現，而是在差異中創造新的可能性。在技術實現層面，生成性機制依托三大創新架構：

1） 大語言模型驅動的認知擴展。基于深度學習的預訓練語言模型的價值不僅在于提升對話流暢度，更在于構建潛在語義空間，為服務策略的在線演化提供載體。當機器人通過上下文記憶理解“續住需求”背后的隱式意圖（如商務客人的辦公物資補給） ，便展現出超越預設流程的認知適應性。

2） 情緒共鳴的具身化傳遞。突破語音識別的符號解析局限，建立包含微表情識別、肢體語言解讀的多模態情緒映射模型，如基于CNN（卷積神經網絡） 檢測唇角、眉眼等區域的關鍵點。這種機制使機器人能夠感知用戶焦慮時的瞳孔變化或語氣波動，通過調整動作節奏（如遞送速度降低30%） 實現情感價值的傳遞。

3） 群體智能的協同進化。聯邦學習框架對于構建分布式認知網絡及促進多機器人間的知識共享至關重要。當某臺機器人在宴會場景中習得高腳杯的穩妥遞送策略，該經驗可通過加密參數更新同步至群體，實現認知能力的指數級增長。

生成性交互的深層意義在于重構人機協同的倫理維度。具身性、情境性與生成性的理論耦合，標志著服務機器人設計從“技術工具論”向“認知生態論”的范式躍遷。未來的設計實踐需在三個方向深化探索：建立跨文化體態語言數據庫以應對全球化服務需求，開發長周期認知演化模型以追蹤服務能力的持續進化，構建倫理可解釋性框架以確保技術發展的人本導向。唯有將機器人視為“認知共生體”，才能真正實現人機協同的服務生態重構。

2.4 感知—動作循環框架構建

在酒店大堂場景中，機器人通過激光雷達與視覺傳感器獲取空間拓撲數據，在此過程中，通過多模態大模型解析形成服務場景的語義理解，最終生成包含語言交互、動作引導的多層次服務策略。這不僅突破了傳統規則引擎的局限性，也實現了從單模態指令解析轉向多源信息融合認知、從預設動作庫匹配轉向動態策略生成、從獨立任務執行轉向群體智能協同三個關鍵轉型。

3 結論與展望

本研究基于具身認知理論，提出基于感知-動作循環的交互路徑，并在酒店服務機器人交互設計困境中提供了系統性解決方案。通過重構“身體-環境-認知”協同關系，機器人得以在動態情境中生成服務意義，實現從效率優先到價值共鳴的范式轉型。未來研究需聚焦三個方向：1） 認知價值量化體系，通過建立基于腦機接口的生物指標反饋系統，客觀評估具身化設計的認知效應；2） 跨文化通用準則，開發包含多元文化體態語言的交互數據庫，完善文化適應性認知模型；3） 倫理風險控制機制，引入“人在回路”框架，平衡策略自主性與價值規范性。具身認知框架的深化應用，將極大地促進酒店服務機器人向“認知共生體”的方向演進。這一演進不僅將重構人機協同的服務生態，更為智能時代服務業的高質量發展提供了堅實的理論支撐與實踐探索路徑。

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【通聯編輯：唐一東】