基于5G与AI技术的家庭服务机器人交互设计研究

目的 针对家庭服务机器人的多功能、多智能、重交互等迭代需求,探究5G与AI技术在家庭服务机器人的多功能联动、智能交互的设计。方法 以家庭服务机器人的交互设计为研究对象,使用5G技术,协同智能语音、智能感知、计算机视觉等AI核心技术,对居家养老机器人的多智能体现及交互设计进行研究。结果 在5G与AI技术融合下,完成了以“智慧养老”为核心的居家养老机器人设计,输出了居家养老机器人的智能交互造型、交互方式及界面设计表达。结论 将5G互联和AI技术相结合,不仅为家庭服务机器人的功能、智能提供了新模式,而且增加了用户与家庭服务机器人的互动体验。     

基于TRIZ-GA老龄服务机器人人因系统功能配置与设计优化

目的 基于TRIZ理论对老龄服务机器人用户需求、配置原理及人机关系进行分析,并运用GA算法进行优化。方法 首先利用五阶问卷、层次分析法对老年人行为特征进行剖析,得出老年人具体的功能需求。结合TRIZ理论推导出老龄服务机器人的功能结构模型。其次利用物-场模型建立较为完善的老龄服务机器人新型人机系统设计模型。在功能模型与系统模型的基础上,利用物理矛盾原理推导出老龄服务机器人的配置原理,并运用技术矛盾原理对其进行设计改进,最后利用GA算法寻求最优解,将其具象化并用主成分综合评价验证研究成果。结果 在满足老年人需求的基础上,提出了功能模型、新型人机模型及配置模型。结论 提出了老龄服务机器人配置原则及优化方法与设计指标,以期为后续老龄服务机器人交互设计及人机界面设计提供理论依据。     

基于PAD情感模型的老龄智能陪伴机器人面部表情评估研究

目的 为探索老龄智能陪伴机器人的表情设计特征,依据FACES国际表情数据库等,提取7种基本面部表情类型,得到老龄智能陪伴机器人表情样本21个.方法 首先,基于PAD情感模型,对老龄智能陪伴机器人表情样本进行实验评估.实验自变量为老龄智能陪伴机器人的表情风格和被试年龄,实验因变量为表情设计的识别率、满意度和PAD量表得分.然后,通过数据统计分析,得出老龄智能陪伴机器人的表情风格、被试年龄与PAD量表得分之间的影响机制,进而得到影响老年人对智能陪伴机器人表情交互的接受度和情感反应规律.最后,通过实际设计案例验证研究方法的可行性.结论 通过PAD情感模型测量数据统计分析,得到老龄智能陪伴机器人的表情交互设计特征和规律,为老龄智能陪伴机器人表情交互设计领域提供相关理论支持.     

基于系统设计思维理念下的交互产品设计研究

目的针对交互设计师在构建交互产品设计时的系统性思维,以用户体验、服务设计理念上的交互产品设计模型为研究对象,创造和优化交互产品设计模式。方法以博物馆交互产品设计为实验样本,基于系统设计思维理念,将交互产品设计置于用户体验、服务设计理念、情景设计理念分析中,阐释基于系统思维的交互产品情感化特征,包括用户情感需求和产品服务生态系统,以及心智模型与概念模型的关系和视觉系统呈现,阐释产品交互界面的数据动态可视化、虚拟现实的游戏化、服务式设计等方式。结论探索了用户体验、服务设计理念在交互产品设计中的应用,提出了"目标—建模—行为—体验"的综合层级的系统模式,有利于满足产品经理和交互设计师开展交互产品设计的需求,提升用户体验和交互产品的优化设计,在系统设计思维理论下,优化了交互产品设计感知行为、情感体验行为,实现了引导转换和系统改良,提升了设计策略的时效性。     

儿童与智能服务机器人交互体验评价方法综述

面向儿童的智能服务机器人近年来快速发展,如何理解和评价儿童与智能服务机器人的交互体验成为研究人员越来越关注的问题。由于儿童认知发展上的不成熟,针对成人的研究方法不完全适用。本文回顾了以往儿童与智能服务机器人交互体验的评价方法,详细阐述了研究人员最常用的行为测量和主观报告测量方法的特点、适用人群、测量内容、测量工具及优劣势,并介绍了绩效测量和生理测量方法的适用性和发展现状,最后综合对比了这四类方法,并对儿童与智能服务机器人交互评价方法的未来发展方向进行了展望,为其他研究人员快速熟悉和开展该领域的研究提供参考。     

基于文献计量的服务机器人交互研究态势分析

目的 为全面剖析中国服务机器人交互领域的研究态势,探究人-服务机器人交互(Human-Robot Interaction,HRI)的研究创新方向。方法 对CNKI数据库收录的309篇(2001-2020年)与“服务机器人+交互”主题有关的文献进行计量分析,并展开CiteSpace时区演化图谱、VOSviewer密度热点图谱和BibExcel战略坐标图谱等知识图谱的绘制。结果 从研究演化、研究热点和研究质量三个角度揭示了中国HRI研究的状态和趋势。结论 结果表明,在新的角色属性和深层交互需求产生和发展的趋势背景下,相较于在定位、规划、识别等“计算智能”层面上进行的HRI研究和应用,中国现阶段的HRI研究缺少对用户体验、多模态自然交互和社会交互等“人本智能”的设计考量,成为制约服务机器人应用创新和产业发展的问题点。可以说,考虑人本设计(Human-centered Design)及应该如何塑造HRI变得至关重要。     

基于情绪调节和场景理论的交互设计研究

目的研究基于场景理论的交互设计一般流程,并探究情绪调节理论与用户场景理论在交互设计中的应用,探索新的交互设计原则和方法。方法详细阐述交互设计场景理论中客观场景、设计场景和测试场景的概念和使用方法,通过构建各阶段用户场景获取用户的真实需求;在此基础上,引入情绪这一重要元素,洞悉用户的情感需求,并以Gross的情绪调节理论为设计准则,在产品中为用户设计不同的情绪调节触发条件,使用户的情绪处于中等唤醒水平,以保证用户与产品交互的流畅性。结论以Carroll的场景理论为基础,丰富了基于场景理论的交互设计流程,并提出了一套基于情绪调节理论的用户场景理论的交互设计框架,为交互设计提供新的思路和方法。     

汽车语音交互模型及设计策略

目的 在智能技术飞速发展、用户需求不断增长的背景下,以用户体验为中心,探索汽车工业“新四化”趋势下的汽车语音交互新形态,重构汽车语音交互模型,针对性地提出交互设计策略。方法 分析车载语音系统与用户之间的信息交流过程,构建汽车语音界面架构和交互模型。通过“新四化”趋势下汽车语音交互在信息主体、信息范围和信息内容等方面的变化综述,运用信息处理流程理论开展汽车语音交互模型和设计策略研究。结果 根据车载语音系统的信息处理流程,提出了以功能层、内容层、形式层、情感层为信息架构的汽车语音界面,构建了基于信息交流的汽车语音交互模型。基于语音界面的信息架构理论,提出了未来的汽车语音交互在功能拓展、内容丰富、形式优化和情感满足等方面的设计策略。结论 从信息交流角度开展的汽车语音交互设计研究,对车载语音系统交互设计和体验优化具有参考意义。     

场景化交互设计理论的分析与研究

目的 通过对场景理论和场景交互的解读与分析,阐述场景交互在创新交互设计方法中的重要意义,探讨场景化交互设计的意义和价值。方法 论述场景理论发展基础,提出场景交互的特征,对场景种类进行细致划分,同时将各细分场景的概念表述清楚。结合一般交互设计的流程与方法,提出针对各场景的设计方法,并把场景构建贯穿到交互设计的各个阶段。结果 提出细节场景、活动场景、信息场景、交互场景和评估场景,并结合各场景的特点,给出了场景交互的设计方法,论述了场景交互的意义。结论 场景交互设计是在交互设计研究领域的尝试和深化,它弥补了交互设计流程中不足的地方,将场景理论研究贯穿到交互设计的各个阶段,推动了交互设计过程的完善和革新,为交互设计研究提供了一些新的思考方向。     

用户认知导向的购物聊天机器人界面设计研究

目的 在认知心理学相关理论基础上,以用户认知需求为导向的设计方向下,探究并总结会话式交互的具体设计原则及策略。方法 基于用户的行为差异与认知特征,分析影响用户认知流程的界面设计问题,提出用户界面认知过程中感觉与审美、注意、学习与记忆以及思维特征等需求,结合明确产品型用户与非明确产品型用户的行为差异,建立认知特征—会话式交互界面体验需求映射模型。结论 通过认知特征与购物聊天机器人会话式交互界面体验需求分析,从用户的感觉特征与审美体验、注意特征、学习与记忆特征、思维特征4个方面提出相应的界面设计策略。结合信息架构的微观网络体系,根据信息整体、信息关联与信息实体3个方面对提出的设计策略进行整理,从设计需求、认知需求、界面设计需求、设计策略4个层级构建聊天机器人会话式界面设计模型。     

具身认知视角下的无意识设计

目的分析探讨具身认知视角下的无意识行为设计的实践价值和方法。方法结合当前具身认知理论和无意识设计的研究现状、成果及研究趋势,阐述具身认知和无意识行为的形成机制和特点,以及其在产品和交互设计中的运用价值。分析探究两者在设计方式上的关联性,在此基础上初步构建具身认知与心智模型的关系模型,并探索运用无意识行为进行设计的方式和意义。结论具身认知使得对于无意识行为的研究应用不再局限于外显的身体行为表象。进一步探究身体行为和动作的认知价值,为设计提供了新的实践方向。明晰心智模型、无意识行为与具身隐喻的关系,提出探索普遍共有的无意识行为动作,进行产品与交互设计,在一定程度上能提高交互效率、产品的易用性和用户满意度。     

基于情感化交互的家用扫地机器人故障表达

目的针对现有的家用扫地机器人的故障报错策略,探讨情感化故障表达在家用扫地机器人中的设计需求。方法通过用户访谈获取他们对家用扫地机器人在故障表达方面的情感化设计需求,利用Kano模型进行分析,根据相关结果展开相应的分析讨论。对家用扫地机器人在框架结构、功能服务、操作反馈和视觉效果这4个方面,进行交互设计需求的研究,并对其进行用户满意度指数和四象限分析。结论通过以上方法,获得用户对家用扫地机器人在故障表达中的期望与需求。用户对家用扫地机器人在故障表达中的诉求集中在可靠性和易用性上,同时希望有适当的交互引导和情感化表达,并对界面视觉的统一和操作流程的便捷等方面有着较大的期待。     

人机服务接触体验的影响因素

目的 人工智能与机器人技术的进步推动着智能机器人进入服务业,加速了服务业的数字化、个性化、智能化发展。随着服务机器人进入人类社会,人与服务机器人的交互(HSRI)研究也在从“以技术为中心”向“以人为中心”过渡。在这样的背景下,对HSRI相关研究进行综述,从人、机、服务接触三个方面梳理HSRI的影响因素。方法 通过收集与整理相关文献,阐述服务机器人的定义与特征,梳理了人的因素、机器人属性、服务接触特征三个方面的影响因素。结果 人机服务接触的三大影响因素为机器人属性(包括机器人的拟人化、性别、种族与文化、可用性、透明度、形体与呈现)、人的因素(包括人的年龄、性别、文化、人格特质、技术就绪指数、对机器人负面态度)、服务接触特征(包括服务场所、机器人参与度、顾客参与度、失误后果严重性、有形与无形、认知分析型与情感社交型)。结论 建议HSRI研究综合考虑人、机、服务接触三个方面影响因素,关注智能服务机器人的发展和应用阶段,更重要的是在社会伦理道德的框架下进行机器人的设计与研发。     

基于情境模型的可穿戴设备手势交互设计

目的 以可穿戴设备人机交互系统与手势交互特点为出发点,研究并提出以情境模型为基础的可穿戴设备手势交互设计的方法,指导可穿戴设备的手势交互设计创新。方法 在情境设计理论研究和相关专业研究上,提取出与手势交互有关的环境情境、用户情境和设备情境等基本要素,以此梳理在可穿戴设备的人机交互过程中所包含的主体与客体因素,并立足用户体验,对可穿戴设备手势交互过程的信息输入与设备输出环节,分别提取手势交互的设计内容,阐述上述3种情境要素与可穿戴设备手势交互设计内容之间的映射关系,以可穿戴设备为目标对象,提出系统性和技术实现性并存,同时可以让用户达到较好使用体验的手势交互设计情境模型。结论 以某移动通信设备企业的手势交互定义项目为例,初步验证了以情境模型为基础的可穿戴设备手势交互设计的方法的有效性。     

人-机器人协作任务中人体生理心理负荷资源评估理论框架构建研究

随着科技的发展，多种机械装置正在实现机器人化，如何评定人机交互过程中的作业负荷成为众多学者研究的焦点。本研究旨在探究人-机器人在共同完成生产任务时人体生理心理负荷的资源变化，构建了一个理论框架用以评估人机交互过程中的作业负荷，设计了包装和计算任务，模拟不同生理心理负荷水平的作业，以验证各个指标在不同负荷任务之间是否存在显著性差异。结果表明，根据该模型选取的评估指标可以有效区分和预测不同作业任务下的生理心理负荷，验证了该模型的有效性。本文的研究方法和结论可为人-机器人交互过程中的生理心理负荷资源评估提供借鉴，为生产系统中的作业任务分配、作业者作业健康与安全提供理论支撑。     

基于语音交互的家用智能扫地机器人体验设计研究

目的 针对当前家用智能扫地机器人不支持语音交互的现状,探讨语音交互在家用智能扫地机器人中的体验应用。方法 将天猫精灵方糖AI智能音箱语音助手作为研究接口,以Norman的匹配原则为基础,将此延伸应用于探讨智能家居产品的语音人机匹配属性,从操作层、功能层、情感层三个维度解析其语音交互使用匹配度。结论 根据在匹配原则概念上进一步发展的Moon & Nass的相似性吸引理论及得失理论,归纳智能家居语音交互匹配要素得到智能家居语音交互体验属性的三个要素,即语音操控连接、功能与产品定位和使用情境关联、系统深度学习了解用户喜好。并以智能家居语音交互体验属性为基础,融入扫地机器人本身的产品使用情境、方式和功能考量,提出基于语音交互的家用智能扫地机器人的体验设计要素,即语音交互流程、语音指令数据库、语音人设画像。为其语音交互系统设计提供体验研究基础,便于用户未来更好地使用智能扫地机器人的语音交互功能。     

建构主义学习理论下在线设计教育的交互方法研究

目的 在“互联网+教育”的时代背景下,探究提升在线设计教育体验的交互方法。方法 通过分析建构主义学习理论指导下的学习模式,探讨其介入在线设计教育的意义,结合设计学科的教学特点,洞察在线设计教学中的用户交互行为问题与需求,以学生为中心,从情境、协作、会话以及意义建构四个方面构建在线设计教育的交互方法模型。结果 总结了建构主义学习理论下在线设计教育的交互设计流程,结合在线设计教育平台的实践研究,提出了完善课堂情境创设、提升课堂指导效果、促进协作交流、优化在线氛围、辅助设计阐述训练等具体的交互设计方法。结论 基于建构主义学习理论,优化在线设计教育的交互方法,能够更好地提升用户教学体验,有助于用户完成自身的意义建构。     

APP动效设计中的用户专注沉浸度模型研究

目的基于MaterialDesign的交互动效理论,通过拓展TAM的三个维度研究用户对APP使用的专注沉浸度,并对比研究不同的交互动画在不同的应用中对用户专注沉浸度的影响,从而得出动效设计中用户专注沉浸度的理论假设模型,以补充TAM模型理论在交互设计方面的扩展研究。方法分析运用TAM和专注沉浸度模型的相关理论,综合扩展APP中交互动画研究测度,构建出新的假设理论模型,再通过两类典型交互动画对其动效做专注沉浸度实验,实验主要利用SPSS对由用户研究和体验测度组成的调查问卷进行数据统计和分析,最终检验本文的假设理论模型。结论实验结果表明H1-H7呈正相关,理论假设模型成立。验证了在一定条件下,运用本文构建的假设理论模型设计的交互动画在APP设计实践中能够更加有效地提高用户的专注沉浸度,能给用户带来更好的体验。     

基于文献分析的服务机器人研究综述

目的 结合服务机器人市场产品,从学术文献的角度梳理、分析和归纳服务机器人的研究进展、关键问题和重点领域,指出未来发展趋势,为相关研究和创新设计提供参考.方法 从服务机器人的定义和分类出发,梳理服务机器人产品的发展历程;以国内外相关文献为基本数据,采用文献计量法进行发文量分析、关键词突现分析和文献共被引分析;在此基础上,提出服务机器人未来的发展趋势.结论 梳理了近50年的典型服务机器人产品,并将其总结为结构、感知和智能三个发展阶段;发文量统计表明,近十年有关服务机器人的学术文献大幅度增长;突现关键词和文献共被引分析表明,服务机器人的研究更依赖于新理论和新技术的结合,体现人机共融的社会学理论是当前的研究热点;规模化、智能化、类人化和交互形式多样化是未来服务机器人发展的重要趋势.     

交互视角下产品服务系统方案优选模型

客户参与是服务型制造的典型特征之一,有助于制造企业面向客户问题提供有效的产品服务系统方案,供需交互成为这一过程实现的关键问题。首先,阐述了产品服务系统方案实现过程;然后,构建了以客户满意度最大化为上层目标,企业成本最小化为下层目标的双层规划模型,并给出了模型的求解方法;最后,通过实例分析验证了上述理论研究的科学性和有效性。研究结果表明:服务型制造的实施客观上需要供需双方交互行为发生;有效的交互既有利于制造企业利用有限资源解决客户问题,又有利于客户更清晰地认识自身问题的解决之法。