论文部分内容阅读
随着劳动力不足、人口老龄化等问题日益严重,人们对服务机器人的需求急剧提升,而人工智能、人机交互技术、物联网技术等先进技术的发展和人均经济水平的提升赋予了服务机器人巨大的发展空间。用户情感体验作为人形服务机器人交互设计和评价中的重要方面,受到工业界和学术界的日益重视。目前,人形服务机器人用户情感体验的研究主要集中在如何设计机器人情绪行为来表达和传递情感,而在用户情感体验的测量以及机器人情绪行为对用户情感体验的影响方面研究较少。 本文结合眼动技术和脑电技术,筛选人形机器人用户情感体验测量的有效指标,探究感知情境下机器人情绪行为对用户情感体验的影响以及音乐交互情境下机器人情绪行为对用户音乐情感体验的影响,主要研究内容如下: (1)广泛阅读与本研究相关的文献,结合Alpha2机器人特性,提取情绪行为要素,设计机器人情绪行为原型。设计并实施机器人情绪行为识别实验,采用主观评价法对机器人情绪行为原型进行评价,筛选识别率较高的机器人情绪行为。 (2)设计感知情境下机器人情绪行为的用户情感体验测量实验,测量被试在观看不同机器人情绪行为时的主观评价数据、眼动数据和脑电数据,并对数据进行预处理。 (3)利用统计学相关方法,分析筛选反映用户情感体验的有效主观评价指标、眼动指标和脑电EEG指标,并对实验中获取的主观指标和眼动指标、脑电指标的关系进行分析,探究感知情景下机器人情绪行为对用户情感体验的影响。 (4)利用用户情感体验测量的有效指标,探究交互情境下机器人情绪行为对用户音乐情感体验的影响。 研究得到的主要结论如下: (1)最大瞳孔直径、平均瞳孔直径和注视时间比率在正性情感和负性情感时,相对中性情感时均显著增大;项区delta波相对能量值在正性情感时,相对中性情感显著增大;与中性相相比,额中线theta波相对能量值在正性情感时显著增大;与中性情感相比,正性情感时左侧额区alpha相对能量值显著降低,delta/alpha、(delta+theta)/(alpha+theta)和(delta+theta)/(alpha+beta)三种相对能量比率均显著增大,负性情感时右侧额区alpha波相对能量值显著降低,三种相对能量比率均显著增大。 (2)机器人的高兴情绪行为能够诱发用户正性情感,悲伤情绪行为能够诱发用户负性情感,而恐惧、中性、愤怒情绪行为未诱发用户显著的情感变化。 (3)机器人情绪行为能增强音乐播放交互过程中用户情感体验。在播放高兴音乐时,机器人高兴情绪行为比中性情绪行为诱发了用户更强烈的正性情感;在播放悲伤音乐时,机器人悲伤的情绪行为比中性情绪行为诱发了用户更强烈的负性情感。 (4)相同机器人情绪行为,在音乐交互情境下的用户情感体验显著高于感知情境下的用户情感体验,音乐能够进一步提升用户对机器人情绪行为的情感体验。