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老年人机器人设计：外观问题及更多

1.介绍

过去几年中，许多项目都致力于利用机器人解决老龄化问题。现有的研究表明，利用机器人给老年人群提供服务的技术在未来具有很大的需求和价值。些技术包括：家庭管家、物品供给、监控及护理、沟通与互动。Broekens的研究表明，辅助机器人的研究主要集中在康复机器人和社交机器人两方面。前一种主要强调物理辅助技术，而后一种则被认为是一种具有沟通能力的社交系统。此外，老年人的辅助社交机器人的研究主为宠物型陪伴机器人，其主要功能是增强老年人的身体及心理健康，或是协助老年人日常活动。

最近的研究越来越关注为独自在家的老人提供协助的服务型社交机器人，这可以从Nursebot，Robocare和Care-o-bot这些项目中得到体现。这种类型机器人的发展是由于老年人存在不同程度的认知衰退（从轻度认知障碍到痴呆症），这可能会导致他们在日常活动中进行复杂行为时出现困难，并在某些情况下失去意识。在这种情况下，这种机器人被设计以下列方式帮助老年人克服认知障碍：（1）通过监控老人的状态，确保其处于安全或正常生活的状态，反之则向监护人预警。（2）通过帮助老年人克服障碍，协助其日常活动；（3）评估老年人的认知状态。

Cesta等人的研究表明，这种机器人的一个关键在于人类和机器人之间的交互。机器人的外观设计是人机交互中可以发挥重要作用的因素之一。然而，大多数人机交互的研究并不侧重于设计。然而，机器人的外观造型是机器人能否为大众接受的因素之一。首先，需要仔细考虑机器人的设计，尽可能避免缺陷的出现。其次，机器人的外观会影响人们对机器人能力的评价，也会影响用户对机器人的接纳性，需求性。

在Robadom项目中，需要设计一种服务类型的辅助社交机器人来辅助认知障碍的老年人，这时机器人的造型设计问题就随之出现了。虽然有些研究从某种方面处理了这个问题。然而，研究者对于老年人喜欢什么样的机器人外观这个问题，仍然缺乏足够的了解。首先，大部分研究采用问卷调查的方式来调查这个问题，但可能会与实验得出的结论之间存在差异。其次，被调查群体并非仅仅针对老年人。

综上所述，我们决定不直接根据某个具体项目来解决问题（例如喜欢什么颜色的机器人）。相反，我们试图通过收集老年人对不同类型的机器人的反应来探索他们对机器人的美学标准。因此，在这项研究中，我们的目的是探索老年人对机器人外观的感觉以及他们直观表达出的判断。我们更多是想让老人与机器人开放对话，而不仅仅关注于机器人外观造型。

2.方法

为了调查老年人对于机器人外观的看法，我们进行了三个焦点小组会议。焦点小组是用来更多地了解涉及社会规范的话题，并且有助于揭示关于特定问题的观点的多样性和共识。这两个会议由研究小组的两名成员（一名担任主持人，另一名是观察员/记笔员）组织进行。这三个小组会议的持续时间约为九十分钟，每场会议中间会有一次中场休息。结束后会对会议录像带进行进一步的分析。

2.1.参与者

65岁以上的老年人共有15人（66岁至89岁）参加了三个焦点小组会议（第一组有4人，第二组有5人，第三组有6人），男性3人，女性12人。其中十三人是从布罗卡医院的记忆诊所招募的，另外两人是从老年人协会招募的。根据Petersen等人的定义标准，7名患者遭受轻度认知障碍，八名参与者是没有认知障碍的健康老年人。

2.2.程序

焦点小组会议在法国巴黎的Colleacute;giale医院进行。在每个焦点小组会议开始时，主持人提出了研究目标，并阐述了焦点小组讨论的目的。每个会话由四个步骤组成。在步骤介绍中，参与者被邀请谈论他们对机器人的看法。第一是由主持人提出了如下问题：“机器人会在你心中唤起什么？”第二步是介绍26种不同的机器人图片(R2D2, robuLAB 10, Aibo, Amiet, Anybot Monty, Asimo, Nexi-MDS, Care-o-botreg;3, Care-o-botreg;II, Eve from WALL-E of Pixar, HRP4C, iRobiQ, Robot Housekeeper, Kobian, Mamoru, Mechadroid type c3, uBOT-5, Motoman SDA10, Nao, Paro, Pomi, My Spoon, Ri-Man, SmartPal, Toyota i-foot, Twendy-One)显示在大屏幕上。之后邀请参与者，表达对每个机器人的看法和意见。第三步包括显示一组动态的机器人的视频剪辑。一些机器人与第二步展示的相同，但大多数机器人并不相同。最后一步是进行机器人图片排序。主办方展示了21张机器人的照片，并邀请了参与者选择了3个喜爱的作品。并告知参与者“如果你在家里有一个辅助机器人，你会喜欢哪种外观？”最初计划最后一步是一个集体练习，但事实证明，这是不可能的，因为参与者有自己的个人喜好。

2.3.分析

会议视频录制之后，组织者通过归纳、总结和主题分类对录像内容进行了分析。从会议期间参与者所表达的观点和分析组织者确定了一些特点。其中一些只与一个焦点小组有关，但大部分是三组共同的。虽然三组之间可能会出现一些细微差别，但主要的特点是共同的。通过这种方法组织者掌握了老年人对机器人的想法，判断和观点。

3.结果

焦点小组的目标首先是向工程师提供关于机器人美学及其结构外观的一些见解。我们去观察同一组的参与者对机器人外观表达的偏好。并仔细考虑了参与者对机器人外观的偏好。

第一步的讨论（对机器人的想法）对于所有三个组来说都很短。有人提到大部分机器人用于工作场所，帮助人类执行困难和重复的任务，机器人被用来帮助残疾人或老人。在第二步，机器人图片的展示引起了更多的讨论。从视频记录中可以看到针对焦点小组提到的第一个涉及机器人外观的问题的反馈。一些机器人得到了大多数参与者赞赏。 如“Mamoru”（图1），“Eve”（图2）和“Paro”（图3）。对于“Mamoru”和“Eve”，参与者使用“滑稽”和“可爱”一词来形容它们。对于“Paro”，他们认为它“迷人”。我们可以看到，这些机器人对他们是有吸引力的，因为他们对这三个机器人的反应与对其他机器人的反应截然不同：看到这些机器人，他们笑了起来，并且立即自发地发表了积极的评论。关于“Aibo”（图4）和“Nao”（图5），大多数老年人发现他们很有趣，但他们说他们是儿童的玩具。绝大多数参与者首先提到机器人的尺寸：他们不想要麻烦的人造机器人，而是“小巧的”。他们对一些人形机器人也表现出消极的态度。在第二组中尤其如此，参加者宣称：“如果可能，我根本不喜欢机器人。无论如何，我宁愿要一个小机器而不是拟人的机器”。另一个人说：“人形元素越少，我越喜欢它。这些机器人（人形机器人）是人类的漫画”。他还提到“假人类的这个令人不愉快的方面”。该小组的其他参与者也同意：“关于外表，最重要的是不要看起来像一个人”。机器人的外观和功能之间的匹配也是一个讨论的话题。对于一些机器人，参与者不了解提供的简单功能和复杂外观的之间的差距。在进行机器人的外观和设计之前，他们需要知道机器人能做些什么。在关于人形机器人的讨论中，出现了其他话题。其中一个话题涉及人形机器人表达和人机交互的非真实性。当看“Kobian”（图6）时，一位参与者说：“一张有表情的脸”。另一位参与者回答：“表达的表情的脸不是表达情绪”。在同一组中，大多数参与者首先表达了对“Paro”的积极态度，它能够与人交互，并对触摸，声音等做出反应。他们中的大多数都发现它具有迷人魅力。然而，当主持人告诉他们有关其互动能力评估的时候，一位参与者说：“但这不是真正的互动”。她后来得出结论：“与Paro沟通等同于没有沟通”。

大多数参与者表达了他们对于机器人的想法（他们经常使用“恐惧”这个词），将机器人视为人类存在的替代物。机器人会引起一些社会和政治问题。一位参与者说：“我无法想象一个没有接触，没有人可以和你说话的世界。”。现在有许多关于机器人的项目，却少有有关通过解决人力资源去照顾老人的项目。 “我们难道想要一个由机器人，而不是人类照顾老人的世界吗？”有些参与者甚至认为向独居老年人提供机器人是残酷的。当具有较高社会地位的参与者认为“机器人可能对于那些不幸的没有人援助的人来说可能是有用的，他受到该组其他成员的挑衅：“机器人不应该是缺乏照顾老人的唯一选择。”

在卡片分类活动中，“Mamoru”受喜爱程度排名第一。第二和第三受喜爱的机器人是：“Nao”和“Pomi”（图7）。对“Mamoru”的评论是非常积极的，即使没有投票的参与者也是如此。许多参与者将这个小机器人联想到一个自己熟悉的对象，如茶壶，咖啡壶或瓷器。 “她小巧，熟悉，可爱...是一个典型的保姆的形象”。一位参与者解释说，他喜欢这种谨慎的机器人来帮助他日常生活。许多参与者喜欢的另一个机器人是“Nao”。他们说它是可爱，类人的，但它不会完全复制人类...它在某种程度上是有创意的。我不是真的很喜欢他，但他真的很有趣“。对“Pomi”的评论与“Nao”几乎一样。许多参与者选择“Pomi”，因为它很可爱。在焦点小组的所有会议中，参与者对有关人形机器人的话题产生了激烈的讨论。参与者的讨论远远超出了对机器人形态外观的欣赏。我们的研究结果表明，伦理道德判断通常是美学的基础。很多时候，机器人是否好看都不是参与者认为的重点。其中一个参与者在主持人要求他对其中一个机器人发表评论时就表达了这个看法：“它不漂亮，也不难看hellip;hellip;它就是一个机器人”。展示机器人在三组之间引发了一些讨论，这些讨论更多地涉及老年人对机器人的使用方法和机器人的作用。“这些讨论虽然超出了我们研究初期目的的范围，但却让我们考虑到其他一些关于老年人机器人设计的问题。这些辩论和讨论也使我们能够收集一些可以帮助我们重新考虑用户需求概念的信息，并就此问题与机器人专家进行对话。”

4.讨论

从这些结果，我们将进一步详细研究以下四个方面。第一个方面是机器人外观。第二个方面有关老人对人形机器人的反应。第三个方面涉及到社交机器人的问题，以及如何设计机器人与老年人的互动。对于讨论的最后一部分，我们将研究如何将老年人作为未来终端用户参与到设计过程中去。

4.1.什么样造型的机器人对老年人有吸引力？

从老年人的意见和反应来看，我们发现“Mamoru”，“Eve”，“Pomi”，“Paro”和“Nao”对他们都很有吸引力。考虑到机器人作为助手的使用，“Mamoru”，“Nao”和“Pomi”的出现是首选。我们可以从这些发现中得到有吸引力的机器人外观的标准如下。首先，这些机器人具有一些特点：它们很小（与人体尺寸相比），并且在人、动物与机器之间具有一些特征。根据Duffy的观点，人形或生命特征应该被精心设计，目的在于使老年人与机器人的交互更加直观，愉悦和容易。第二，从“Mamoru”的情况来看，老年人似乎更喜欢在家庭环境中看起来像一个熟悉的对象的机器人。这一点从Forlizzi 等人提出的机器人产品的设计指南可以总结出来。此外，老年人同样强调机器人外观设计中的创意。

4.2.为什么老人不不喜欢一些人形机器人？

我们的研究结果表明，参与者没有对一些人形机器人表现出非常积极的态度。机器人是否具有高度的人物相似性对他们来说无关紧要，而是被类人机器人所吸引，这种机器人以某种方式看起来与人类不同，但是有创意的。Dario在给老年人和残疾人设计的MOVAID原型时进行了一项调查。事实证明，与机器类机器人相比，人形机器人的社会接受度较低。最终的原型是“拟人化”，但“还看起来像机器”。在2000多人的调查中，Arras和Cerqui研究了一些关于人们在日常生活中考虑机器人及其可能使用方式的问题。他们发现机器人的人形机器人外观并没有特别吸引人们：47％的受访者喜欢机器人的人形学外观，19％拒绝，35％的人没有表达自己的意见。此外，还有年轻人和老年人之间的差异：年龄越大，越不喜欢人形的外观。

Ray等人调查了人们对机器人的期望。他们从240人（10岁到65岁以上）收集了一份调查问卷的答复。当询问到国内机器人应该是什么样子时，一半的人希望一个家庭机器人看起来像一台小机器而不是一个大机器。首选的外观是一个小型机器样的机器人。此外，我们从焦点小组讨论的结果得到一些反思。第一个方面涉及人形机器人的类别：什么是人形机器人？例如，我们是否认为“HRP4C”（图8），“Nao”和“Mamoru”属于同一人形机器的范畴？尽管这三个机器人都具有类人特质，但在这三个机器人之间的人类相似度确实有很大的差异。从理论上来说，很难找出精确和共同的标准来判断哪些机器人可以被认为是人形的。除了美学之外，参与者质疑每种类型的机器人设计的价值，或者说：在设计这种类型的机器人时要考虑什么？“有些人形机器人被问到这个问题：“机器人是否可以复制人类外表？”对于那些不喜欢人形机器人想法的人来说，有些机器人只是因为它们看起来不像人类而受到喜爱。人们普遍认识到，老年人尤其是痴呆症阶段的老年人尤其如此，他们可能无法将这种机器人与真正的人类区分开来。这当然引起了一些道德上问题：老年痴呆症患者的判断障碍可能更会被这种新型机器人迷惑，这种机器人应该是一个社会伴侣，在许多方面像一个真正的人一样，并且被赋予了某种主观性。因此，

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