百度人工智能交互設(shè)計(jì)院：步步“動”心——人-機(jī)器人的漸進(jìn)式交互研究

|古代的各類機(jī)器人

從古至今，機(jī)器人一直承載著人類巨大的夢想。隨著各類傳感器、語音交互、機(jī)器識別、SLAM等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，機(jī)器人開始從科幻作品中走出，走進(jìn)人們的生活。

8月16日，在世界機(jī)器人大會上發(fā)布的《中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2018)》顯示：2018年，全球機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到298.2億美元，2013至2018年平均增長率約為15.1%。機(jī)器人市場持續(xù)升溫，機(jī)器人的時(shí)代正在來臨。

|2018世界機(jī)器人大會

|各種各樣的機(jī)器人

7月5日，在百度開發(fā)者大會首次舉辦的百度AI設(shè)計(jì)論壇上，百度人工智能交互設(shè)計(jì)院作為行業(yè)首家發(fā)布了機(jī)器人的自然情感人機(jī)交互模型NIRO后，目前又以“機(jī)器人”為研究對象，對人-機(jī)器人的交互體驗(yàn)進(jìn)行了系列研究。本次我們將擷取“在公共場合，人與服務(wù)機(jī)器人的自然交互”這個(gè)主題向業(yè)界分享我們的研究和思考。

導(dǎo)讀

01人-機(jī)器人交互的目標(biāo)：自然，貼近人的認(rèn)知習(xí)慣

02人-機(jī)器人交互的研究方法：自然觀察、參與式設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)法

03人-機(jī)器人交互的設(shè)計(jì)建議：漸進(jìn)式交互

01前言

在公共場合，人們與機(jī)器(如ATM機(jī))交互時(shí)，更傾向于將機(jī)器視為工具，有交互需求，但無交流期待。而當(dāng)面對機(jī)器人，尤其是人形機(jī)器人時(shí)，人們更傾向于將其視為類人體，有交流的期待，更渴望自然的互動。

目前人-機(jī)器人交互的研究主要聚焦在“對話階段”，如語音識別、語義理解、需求滿足等等，而對“對話前階段”涉獵很少。對話前階段同樣至關(guān)重要，它關(guān)系到人對機(jī)器人的“第一印象”，更是對話能否順利開啟的前提與基礎(chǔ)。

那么，在人由遠(yuǎn)到近走向機(jī)器人的過程中，機(jī)器人：

??是否需要與人交互?被動等待還是主動出擊，抑或做些什么吸引用戶的注意?

??如何與人交互?微笑還是眨眼，揮手還是打聲招呼，抑或使用各類傳感器和AI能力尋找合適的交互時(shí)機(jī)?

這些問題是我們本次將重點(diǎn)展開探討的內(nèi)容。

02人-機(jī)器人交互的目標(biāo)：

自然，貼近人的認(rèn)知習(xí)慣

比爾蓋茨曾說“人類自然形成的與自然界溝通的認(rèn)知習(xí)慣和形式必定是人機(jī)交互的發(fā)展方向”，我們終將以自然的方式與機(jī)器人交流。

研究之初，我們梳理了心理學(xué)、社會學(xué)的相關(guān)研究成果，以及服務(wù)行業(yè)的實(shí)踐成果?；诖?，我們對公共場合中，人與服務(wù)人員的互動方式進(jìn)行了溯源，并提煉了人際互動的基本規(guī)則。

在了解規(guī)則之前，大家不妨回憶下自己在公共場合和各類服務(wù)人員的交往經(jīng)驗(yàn)，哪些讓你感覺不錯(cuò)，哪些讓你覺得不爽甚至惱怒?我們調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大家感受不好的服務(wù)體驗(yàn)主要有兩類：

??類型1：熱情過度，服務(wù)過度

一直盯著/亦步亦趨地跟著/時(shí)不時(shí)的各種介紹/……

??類型2：冷冰冰，愛搭不理

基本不看我/冷冷地掃我一眼/對我的問題愛搭不理/……

而大家普遍感受較好的服務(wù)體驗(yàn)也表現(xiàn)出了共性：主動、熱情，有分寸。

剛看到我會點(diǎn)頭微笑/主動打招呼/有需要主動上前/無需要不會打擾/……

如何讓人們感受到主動、熱情，又在心理上營造恰如其分的分寸感呢?作為公共場合的服務(wù)人員至少需要遵循以下2大規(guī)則：

■維持恰當(dāng)?shù)目臻g距離很重要

心理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，每個(gè)人都有保護(hù)個(gè)人空間的本能，在公共場合這種本能尤其強(qiáng)烈。一旦個(gè)人空間受到侵犯，人就會感到不舒服、甚至憤怒起來。

愛德華·霍爾在其經(jīng)典著作《無聲的語言》(1959年)一書中，將日常生活中人與人的空間距離劃分為四類：親密距離、個(gè)人距離、社交距離和公眾距離。每種距離又有“近端”和“遠(yuǎn)端”之分。

親密距離是人際交往的最小間隔，通常只限家中等個(gè)人情境，只限情感上聯(lián)系高度密切的人之間使用。尤其是近端，通常只允許情侶或孩子進(jìn)入。

個(gè)人距離是朋友間溝通的恰當(dāng)距離。通常陌生人進(jìn)入近端會構(gòu)成侵犯;而遠(yuǎn)端，熟人和陌生人都可以進(jìn)入。不過熟人更靠近遠(yuǎn)端近點(diǎn)(75cm)一側(cè)，而陌生人則更建議靠近遠(yuǎn)端遠(yuǎn)點(diǎn)(1.2m)一側(cè)。

社交距離又稱禮貌距離，體現(xiàn)出一種社交性或禮節(jié)上的正式關(guān)系。通常的社交活動一般都保持在社交距離的近端;遠(yuǎn)端適用于更正式的場景，如面試、談判。

公眾距離是公開演講中演講者與聽眾保持的距離，并不適合人際溝通。在7.5m以外，幾乎是容納任何人的空間。人們在這個(gè)空間內(nèi)，完全可以對其他人視而不見。

■禮儀很重要，表情動作是精髓

孔子曰“不學(xué)禮，無以立”。在所有行業(yè)中，服務(wù)業(yè)對禮儀的重視程度尤其高。服務(wù)人員遵循的禮儀分為：儀容儀態(tài)、表情動作、語言、常見禮節(jié)四大模塊。

在這些服務(wù)禮儀中，表情動作起著至關(guān)重要的作用。微笑是社交中最受歡迎、最具吸引力、最有價(jià)值的表情，真誠、溫暖、自然的微笑能有效的拉近人與人之間的距離。眼神是最生動、最善于傳情達(dá)意的表情，眼神注視接觸時(shí)長不同、停留部位不同、眼神變化均會帶來不同的感受。

常見禮節(jié)則明確了在不同場景下(如見面、打招呼、介紹)，表現(xiàn)尊重的慣用形式和具體要求，非常具有可操作性。

服務(wù)業(yè)有許多基于交往距離和禮儀來定義交互方式的成功案例，比如：

??沃爾瑪?shù)?ldquo;三米微笑原則”：每當(dāng)你在3米內(nèi)遇到一位顧客時(shí)，要微笑，要看著他的眼睛與他打招呼，同時(shí)詢問你能為他做些什么。

??萬豪國際酒店的“15/5規(guī)則”：與客人相距15步時(shí)，主動向客人微笑并進(jìn)行注目禮;與客人相距5步時(shí)，盡可能停下來，靠邊站，點(diǎn)頭及主動問好。

那么，人際交往中的距離和禮儀規(guī)則是否適合人-機(jī)器人交互?如何將這些規(guī)則提取轉(zhuǎn)化，形成適合機(jī)器人表達(dá)的方式?這是需要深入思考的問題，為此我們做了研究和驗(yàn)證。

03人-機(jī)器人交互的研究方法：

自然觀察、參與式設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)法

為了探索在公眾場合，用戶走向機(jī)器人的過程中對機(jī)器人的真實(shí)期待，我們使用了自然觀察、參與式設(shè)計(jì)、深度訪談和實(shí)驗(yàn)法來開展研究。

本次研究中，以小度機(jī)器人為研究載體。小度機(jī)器人依托百度的人工智能，集成了自然語言處理、對話系統(tǒng)、語音視覺等技術(shù)，能夠流暢的與用戶進(jìn)行信息、服務(wù)、情感等多方面的交流。并且，小度機(jī)器人作為百度的“正式員工”，在百度公司的大廳擔(dān)任迎賓的重要角色。

|百度科技園K2大廳的小度機(jī)器人

首先，我們在真實(shí)的公共場合(百度科技園K2)，觀察在無人為干擾的情況下，不同用戶走向小度機(jī)器人時(shí)，他們與小度互動行為和方式，并對這些行為進(jìn)行提取、編碼和分析。

隨后，我們邀請若干用戶進(jìn)行了深度訪談和參與式設(shè)計(jì)。在引導(dǎo)用戶走向小度機(jī)器人的過程中，要求他們自我報(bào)告對小度的需求和期待，共同探討小度更為理想的表達(dá)方式。

最后，我們綜合用戶的需求和期待以及人際交往中的各類規(guī)則，將其轉(zhuǎn)化成小度的“行為語言”，并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。我們設(shè)置了各種實(shí)驗(yàn)場景，用戶在走向小度機(jī)器人的過程中，會體驗(yàn)到不同的人機(jī)交互方式。

實(shí)驗(yàn)過程中，我們追蹤了用戶的面部表情、肢體動作、言語行為等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求用戶對各類交互方式進(jìn)行評估，包括情緒體驗(yàn)、認(rèn)知評價(jià)、主觀滿意度等等。最終獲得了本次研究的結(jié)果。

|實(shí)驗(yàn)場景

04人-機(jī)器人交互的設(shè)計(jì)建議：

漸進(jìn)式交互

我們發(fā)現(xiàn)，在與小度機(jī)器人的互動中，用戶更期待小度主動釋放交互信號，并且這種交互信號的釋放是一個(gè)漸進(jìn)的、不斷增強(qiáng)的過程，我們將此過程稱之為“漸進(jìn)式交互”。

特別說明的是，這種“漸進(jìn)”并不僅僅是物理距離上由遠(yuǎn)及近的變化，而是用戶“心理場”的漸進(jìn)變化。用戶“心理場”的變化主要分為以下三個(gè)階段，按其在“心理世界”出現(xiàn)的先后順序?qū)⑵涿麨檫h(yuǎn)場、中場和近場。

遠(yuǎn)場階段：機(jī)器人需要吸引到用戶的注意力，讓用戶清晰地意識到“Ta看到我啦”。這是至關(guān)重要的一步。如果無法吸引到用戶的注意力，接下來的人-機(jī)交流將變得突兀甚至無法進(jìn)行。

中場階段：機(jī)器人需要進(jìn)一步“發(fā)起互動需求”，讓用戶明確意識到“Ta眼中只有我”，Ta有進(jìn)一步和我互動的需求。這也會促使用戶下意識的進(jìn)一步走向機(jī)器人。

近場階段：如果機(jī)器人“開啟對話”，則會讓用戶深刻感受機(jī)器人的主動和友好，“Ta來撩我啦”，人和機(jī)器人之間的對話自然而然的開展起來。

■心理場在物理世界的表征：距離上的漸進(jìn)

同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，用戶的心理場在物理世界的表征也體現(xiàn)了距離上的漸進(jìn)。其中，遠(yuǎn)場對應(yīng)的距離約為2.7-4.2米，這個(gè)距離內(nèi)，用戶希望小度機(jī)器人傳遞吸引注意力的信號。

中場對應(yīng)的距離約為1.2-2.7米，這個(gè)距離內(nèi)，小度機(jī)器人最好讓用戶意識到小度想和他/她進(jìn)行進(jìn)一步互動。

而近場對應(yīng)的距離則在1.2米左右，這個(gè)時(shí)候用戶已到達(dá)和小度開啟對話的恰當(dāng)距離。

人和機(jī)器人交互的距離要求和人際交往距離略有不同，遠(yuǎn)場距離(2.7m-4.2m)超過了社交距離的遠(yuǎn)端(3.6m)，落在了公眾距離的近端。之所以如此，推測與小度機(jī)器人本身的特點(diǎn)有關(guān)，比如小度身寬1.1m，較之一般人要寬大很多。

■心理場在物理世界的表征：期待的交互形式體現(xiàn)了對禮儀的訴求

在不同的心理場，用戶期待小度機(jī)器人做出的交互形式也有所不同。而這些交互形式帶有明顯的禮儀要求。

在遠(yuǎn)場，用戶更期望小度使用“表情”和“肢體動作”來吸引注意力。比如微笑、友好的眼神的對接;揮手、歪頭、點(diǎn)頭等等。

在中場，用戶期待小度可以以多種形式組合發(fā)出互動信號，讓用戶明確意識到小度的互動對象是自己。比如，使用語言打招呼(如早上好、您好);微笑、揮手等表情和動作期待繼續(xù)保留。

而在近場，語言的作用更為突顯。這個(gè)時(shí)候，用戶期待小度先“開啟對話”，如介紹自己，詢問是否需要幫助等。此時(shí)用戶期待小度有更熱情的微笑和肢體動作(比如握手、擁抱等)。

對于不同的交互方案，我們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，包括但不限如下問題：

??不同距離下使用何種表情更佳，表情設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的普適性原則;

??語言在哪個(gè)心理場出現(xiàn)更佳，語音通道對用戶體驗(yàn)的影響;

??各類傳感器和AI能力的應(yīng)用(如人臉識別)能否帶來用戶體驗(yàn)的增益;

以上問題的研究成果和交互建議，百度人工智能交互設(shè)計(jì)院將在未來的文章中或者適當(dāng)?shù)膱龊现杏枰愿嗟姆窒砗团丁?/p>

05小結(jié)

人-機(jī)器人交互研究的內(nèi)涵深厚，外延也在不斷擴(kuò)展中。本次研究主要聚焦在公共場合，小度機(jī)器人本身的外形和產(chǎn)品也會對用戶產(chǎn)生一定影響。后續(xù)我們將進(jìn)行更多擴(kuò)展研究，如探索家庭場景下的人機(jī)交互、不同形態(tài)機(jī)器人對用戶體驗(yàn)的影響，等等。

在剛剛過去的2018年世界機(jī)器人大會論壇上，意大利比薩圣安娜大學(xué)教授Paolo Dario表示，“下一個(gè)時(shí)代不再是互聯(lián)網(wǎng)，而是機(jī)器人”，未來機(jī)器人領(lǐng)域?qū)芯薮蟮臐摿桶l(fā)展空間。我們也將在人-機(jī)器人交互這個(gè)領(lǐng)域持續(xù)探索，用心去雕琢人機(jī)交互中的每個(gè)細(xì)節(jié)。

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