基于文献分析的机器人面部表情评估量表研究

目的随着机器人交互技术的不断发展,研究者们开始针对机器人与人之间的情感交流展开探索,机器人面部表情设计成为研究的热点。为了推动人与机器人的互动交流,研究者需要构造能够被人们接受的机器人面部表达方式。然而,到目前为止,关于人对机器人面部表情感知的评估机制还缺乏相对系统的分析和总结,因此,希望通过对机器人面部表情评估量表的分析和归纳,为设计师在不同情境下选择合适的评估方法,提供指导建议。方法采用文献调研方法,选取五十一篇相关文献进行综述分析,从而梳理和分析适用于机器人面部表情评估的量表。文献关键词包含机器人面部表情设计、机器人面部表情评估、机器人情绪评估量表等,文献主要来自于ACM、Springer、IEEE等数据库,文献发表的年度范围是1977~2019年。通过文献调研分析,提取了六类最重要的机器人面部表情评估量表,包括同理心量表、心理状态三维度量表、机器人焦虑量表、积极-消极自我报告量表、测量个体对机器人感知的量表和李克特量表等,详细阐述了每类量表中的具体形式及其变种。从设计要点、来源领域及评估角度三个方面分析了六类评估量表的特点。最后形成了机器人面部表情评估量表的适用建议。结论对机器人面部表情评估量表进行归类、总结,并且提出了每个量表的适用阶段和情境。     

PAD情感模型在用户情感体验评估中的应用

目的 针对产品设计过程中对用户情感体验评估有快速、准确且高适应性的需求,提出了一套基于PAD情感模型的用户情感体验评估方法.方法 选取3款移动端医疗类应用软件,设定条件进行挂号任务测试,借助PAD情感量表及情感空间算法获得被试者完成任务及其过程中情感体验的愉悦度(Pleasure)、激活度(Arousal)与优势度(Dominance)的值及情感倾向类型,同时收集整理测试过程中的操作录屏视频、被试者求助内容与访谈记录,并对两者进行对比、分析和归纳.结果 研究结果表明,PA D情感值、情感倾向符合被试者的情感体验表达,能够用于评估任务的可用性、沉浸性、易用性与体验倾向.结论 此方法简单快捷,技术门槛低,无仪器设备要求,尤其适用于有迭代与更新迅速特征的产品设计评估.     

基于Logistic-Fisher的老龄陪伴机器人外观形态评价方法

目的提出一种基于眼动追踪的老龄陪伴机器人的外观形态评价方法。方法首先借助眼动实验,获得老年人观看陪伴机器人时的眼动特征,提取眼动指标、心率指标与被试变量,利用SPSS23.0软件平台对变量信息进行描述统计和二元Logistic回归分析;其次根据老年人的生理和心理的特殊性将老龄陪伴机器人的外观形态评价定义为二分类问题,以影响显著性最强的几个因子作为判别因子建立Fisher判别函数模型,并进行实验验证。结果性别、年龄、文化程度、心率指标均对陪伴机器人外观关注度无显著影响;总注视时间对其产生显著负向影响,平均注视时间、注视次数产生显著正向影响,判别模型预测样本与实际样本相比准确度为91.0%。结论 Logistic-Fisher方法准确度较高,为构建老龄陪伴机器人的外观形态设计评价体系提供了一种可行的技术途径。     

基于MHMMs模型的面部表情识别研究

针对静态人脸表情识别方法的不足,提出了一种改进的基于运动特征的动态人脸表情识别方法.以表情视频序列为研究对象,提出了基于相位形式表示脸部运动特征,处理这些运动特征并组成时序特征序列,最后将其输入到改进的高斯混合隐马尔可夫模型进行训练和测试,分析识别6种基本的面部表情.基于改进的算法,实现了一个动态面部表情识别实验系统,实验结果表明该方法简化了计算,减少了矢量量化误差.     

负性面部表情影响面孔身份识别的实验研究

为验证负性面部表情对面孔身份识别的干扰效应，采用中国人的面孔表情图片为材料，设计了两个Garner范式实验：实验一重复过去研究采用愤怒与快乐表情图片为材料，实验二采用愤怒与悲伤表情图片为材料。结果发现，愤怒与快乐表情不影响面孔身份识别，而愤怒与悲伤表情影响面孔身份识别，说明负性表情能够影响面孔身份识别，结果支持表情身份非独立加工观。这一结果也弥补了过去研究难以发现表情影响身份识别的不足。     

基于用户旅程图的机器人社会情感动作表达方法研究

目的 基于用户旅程图的分析视角,研究机器人通过动作展现复杂社会情感的方法。方法 首先,对社会情感的定义和内容进行分析,将社会情感拆分成个体自身的情感和面向他人的情感;其次,梳理用户旅程图的实施方法,提取事件、用户、触点、阶段和步骤的要素类比映射机器人情感表达,得到角色、情景、刺激、情感表达流程和情感表达步骤的研究要素;最后,基于上述内容生成了机器人社会情感动作表达的方法,并通过宠物机器人的情感表达任务实验验证了识别度。结论 研究提出的机器人社会情感动作表达方法具有模块化表达、系统化设计和流程化分析的优势,包括能够将社会情感拆分成简单的基本情感模块,优化机器人复杂情感表达问题;能够通过系统化设计呈现情感变化过程,展现出机器人的交互意图;能够以流程化分析的方法将情感变化过程细化成具体的组合动作,为机器人情感表达动作的设计提供指导。     

基于浅层卷积神经网络的面部表情识别

面部表情识别在人机交互等领域中发挥着重要作用,采用深度学习方法提高了模型精度,但过深的网络加大了计算成本,造成识别滞后和性能低下的问题.本文提出了一种浅层卷积神经网络模型,它受到Xception网络的启发,结合了残差模块和深度可分离卷积,同时引入了功能模块与网络进行融合.微调后的网络结构简单、模型较小,在FER2013...     

基于设计事理学的儿童情感陪伴玩具研究

目的 从设计事理学视角,探讨儿童情感陪伴玩具的设计方法。方法 通过社会调研结合理论分析,提炼7～12岁城市留守儿童情感陪伴玩具中“事”的各外部因素与内部因素,建立合理的儿童情感陪伴玩具设计模型及评价体系。运用案例分析法,结合儿童情感陪伴玩具设计案例与实践,验证设计事理学在实际儿童情感陪伴玩具设计中的应用价值。结论 探索儿童情感陪伴玩具的设计路径,以Combot——具有情感陪伴与寓教于乐功能的儿童情感陪伴玩具为实践案例,证明了基于设计事理学的儿童情感陪伴玩具设计方法是有效可行的,可有效指导儿童玩具设计,满足父母与孩子的情感需求,促进儿童健康成长。     

包装打开过程中知觉流畅性对用户情感体验影响研究

目的 构建适用于知觉流畅性范畴的PAD量表;探索用户在打开天地盖式包装盒的过程中,知觉流畅性对不同性别、不同年龄段的用户造成的情感体验差异,通过设计增加包装盒与用户之间的良性互动。方法 研究知觉流畅性理论与PAD情感模型的发展现状,通过问卷调查及专家访谈筛选感性词对,以天地盖式包装盒为实验样品,优化PAD量表。研究包装打开过程中知觉流畅性对不同用户产生的情感体验差异,并根据研究结果指导设计实践。结论 包装打开过程中,知觉流畅性对不同性别、不同年龄段用户的情感体验影响存在显著差异。情感的愉悦度方面,相较于其他人群,女性及30岁以下的用户更容易通过知觉流畅性获得相对积极的情感体验;情感的优势度方面,女性与男性用户亦存在显著差异,女性用户更容易激发内心萌动并在操作过程中产生期盼的心理感受。     

基于信息加工模型的老龄智能产品体验设计

目的关注老年人使用智能产品的体验,使老年人在智能时代更好地拥抱智能产品,享受智能产品所带来的便捷生活。方法结合Wickens等人所提出的"人的信息加工模型"(HIP,Human Information Processing),提出老年人信息加工过程分析模型(HIP for the Elderly,HIP4E),为以老年人为中心的智能产品体验设计提供分析工具。结论通过研究,提出基于老年人信息加工过程分析模型的研究流程,并以"以老年人为中心—老龄版微信设计"为案例阐述研究流程。     

基于FAST法与TRIZ的适老智能陪护机器人设计

目的为应对日益加深的老龄化问题,设计出更适合在家陪护照料老年人的智能陪护机器人。方法针对国内的现状,通过前期调研分析和黑箱子模型得出需求,建立FAST功能树得出智能陪护机器人的主要功能,引用TRIZ作为补充,去除无用信息,确定矛盾冲突,提高创新设计的质量和效率,最后结合相关工程技术用于Rhino三维软件。结果进行老年智能陪护机器人创新设计,为相关产品设计提供思路和参考。结论运用FAST与TRIZ方法结合可以更好地解决功能矛盾,使用户能有更好的体验。     

基于情绪体验的ASD儿童干预机器人造型研究

目的 为提升ASD儿童干预机器人的训练效果,为教辅人员、设计师等提供参考,提出以ASD儿童情绪体验特点为基础的干预机器人拟人化造型特征评价方法。方法 对市场上的机器人造型样本进行拟人度评分,并从中选取代表性样本;从20余项HRV指标中筛选出8项代表性指标,通过HRV实验收集数据;使用改进的PAD情绪量表获取ASD儿童情绪体验主观得分;通过逐步回归法筛选出对情绪体验得分影响较大的HRV指标;以HRV指标为自变量、情绪体验得分为因变量,建立回归关系,为ASD儿童干预机器人造型的设计和方案评价提供理论依据。结果 研究表明,几何型机器人往往带来“放松的”情绪体验,类人型机器人会带来“高兴的”情绪体验,而真人型机器人则可能带来“焦虑的”情绪体验。同时,ASD儿童的愉悦度、唤醒度、优势度与HRV指标之间存在一定的相关性。结论 将改进的PAD情绪量表应用于ASD儿童干预机器人的造型评价中,建立情绪体验和HRV指标之间的回归模型,为设计和评估适合ASD儿童的机器人提供了理论依据,更好地促进了ASD儿童干预机器人的发展。     

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。     

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。     

Multimodal Emotion Recognition Based on Facial Expression and ECG Signal

As a key link in human-computer interaction, emotion recognition can enable robots to correctly perceive user emotions and provide dynamic and adjustable services according to the emotional needs of different users, which is the key to improve the cognitive level of robot service. Emotion recognition based on facial expression and electrocardiogram has numerous industrial applications. First, three-dimensional convolutional neural network deep learning architecture is utilized to extract the spa...     

基于INPD与KE的老年人辅助陪伴机器人造型设计

目的 为应对日趋严重的老龄化现象,满足老年人群体生活需求,完善老年人辅助陪伴机器人的设计方法。方法 运用INPD结合感性工学方法指导老年人辅助陪伴机器人设计,首先从社会、经济、技术(SET)因素角度分析产品可能的机会点,明确用户对产品的多种需求;进而对用户需求进行分层次整理和排序;再结合感性工学的理论方法,选取符合感性意象词汇库的样本,得出设计概念;制作产品模型,检查外观和结构合理性,优化设计。结论 综合应用INPD与感性工学相结合的分析方法进行老年人辅助陪伴机器人的创新设计,得出创新设计模型及一项概念设计产品,设计过程更具科学性。以案例实证方式验证INPD与感性工学相结合方法的可行性与合理性,为老年人多功能陪护产品创新设计研究完善思路与方向。