基于宠物心理角度的宠物陪伴型机器人设计研究

（湖北工业大学 430068）

一、宠物互动设计的研究背景

诺贝尔奖得主芝伦兹曾经说过：“人类愈都市化，离开自然愈远，宠物在人类生活里的重要性也愈增加。”如今，养宠物的环境越来越多样化，生活节奏快，独自在外工作缺乏安全感等原因，让越来越多的年轻人有了养宠物的想法。但正因如此，当主人在外工作时，家里的宠物需要独自在家，这中间有大量时间是宠物独自在一个封闭的空间度过。试想一个正常人每天在一个封闭的空间独处都不好受，何况一只智力相当于2—3岁孩子的猫或狗。如果宠物没有学习独处，过度依赖主人的话，就很容易患“宠物分离焦虑症”。因此关注宠物心理给予宠物全方面的陪伴是保证宠物身心健康的必要途径。

二、国内外研究现状

国际机器人联合会（IFR）于2016年3月发布了最新的全球服务机器人统计报告，2014年全球专用服务机器人销量为24207台，比 2013 年的 21712 台增长了 11.5%，销售额比 2013 年增加 3% 达到 37.7 亿美元，但全球服务机器人市场研究还处于起步阶段。2017年服务机器人市场年复合增长率将达到17.4%，市场规模预计将在2017年达到461.8亿美元。预计未来五年，我国服务机器人行业的年均复合增长率将达40%，市场渗透率逐步提升。但服务机器人的研究方向主要在无人系统、仿人/生机器人、四足机器人、助老助残/家用机器人、智能假肢等方面，服务对象都在于人，很少渗透到针对宠物设计服务上面。现有阶段的宠物机器人的研究是将宠物电子化，做电子的宠物，目的是服务人。

三、宠物互动机器人的设计构想

（一）产品定位

宠物互动型机器人，针对长时间独自在家的宠物设计，产品功能定位于玩具型陪伴的智能机器人，核心是为了解决宠物长时间在家的心理问题，让独自在家的宠物能与互动机器人积极的互动，缓解宠物的的分离焦虑症。差异化与国内外实际用户为宠物主人的产品设计。

（二）产品功能分析

产品核心的问题是要解决宠物独自在家的分离焦虑症，给予宠物独自在家的全方位陪伴。

玛氏宠物护理学院的专家顾问理查德.巴特维克曾为对分离焦虑症提供了四种解决方法：第一：足够的运动量；第二：通过现象看本质，寻找陪伴是关键；第三：足够的玩具可以分散它们的注意力；第四：将他们看作家庭一员有足够的沟通，根本来说就是让宠物有陪伴的运动起来。

因此产品功能的陪伴设计可以来源于两个方面，一种是主人空闲时间的视频语音通话，通过视频来跟宠物互动；另一种是陪伴机器人的互动陪伴，互动的过程中宠物自然可以达到足够的运动量。

视频通话：主人利用空闲时间通过陪伴机器人的视频功陪宠物讲话安抚宠物情绪，宠物的智商并不低也有情感的需求，与宠物比如狗狗的交流其实是很有必要的，主人的声音会给宠物带来很大的安抚，给独自在家的狗狗赞美与鼓励让狗狗觉得主人一直在身边并未离开自己，让宠物获得充分的安全感。

互动陪伴：主要针对宠物自己与陪伴机器人的互动设计，陪伴机器人充当一个玩具的角色，这个玩具是个通用产品不管是猫还是狗都是适用的，宠物可以跟着机器人成为一个很好的玩伴，动起来，陪伴机器人可以发出声音会有一个积极的反馈交流。

（三）宠物喜欢的玩具互动分析

笔者通过问卷调查、访谈各大宠物贴吧论坛（有宠、狗民网）来分析狗狗喜欢的玩具类型以及玩具的互动方式，调研结果如表1所示，球类玩具最受狗狗喜欢，再者是发声玩具、互动类咬绳玩具和漏食玩具。由此可见狗狗更喜欢可以随意追逐的球类玩具产品，球类造型容易滚动容易引起宠物的追逐而狗天生就具有追逐的天性。发声类产品其次，宠物可以从声音中获得刺激更愿意与其互动玩耍。

（四）陪伴机器人的设计方案

外观设计：企鹅造型的仿生设计；内部结构设计：内部结构共可大致分为行走避让控制组件、灯光、两种硬件模块与控制的APP，12V的电机，电源开启后通过单片机数据计算，控制平衡点，始终保持平衡状态。电机类型为永磁有刷。通信连接技术通过蓝牙功能实现。灯光采用低功率的红光点状激光器元件，发出635nm波长的可见点状激光，呈现光柔和，直射不会对宠物的皮肤造成危害。表面外壳为航空铝镀绝缘漆，具备散热防震的特点，内置智能驱动板，可以智能根据电压调节供电。通过蓝牙模块与手机APP相连，操控小车的启动与行进转向，APP上可以实时显示小车电量，提醒是否需要充电与显示小车的倾斜角度。在APP界面上可以选择高低两种速度档位。

（五）设计结果

如图1所示，整体采用企鹅的造型，暖色调，主人打开手机蓝牙功能与玩具开关，连接玩具端点名称，成功连接后玩具会自动处于自平衡状态等待手机端命令。手机端app界面具有方向，速度档，角度与电量实时显示功能。通过app实时操控玩具的移动。玩具端顶部内有红外线发射装置，当成功启动玩具后，红外线装置自动运行，透过黑色半透明亚克力材质投射至外部环境。玩具端硬件内置自感应避障系统，当玩具端前方近处具有障碍物时，系统会自动计算距离并决定是否进行避障功能。玩具硬件采用锂电池供电，当手机端显示低电量时，会得到系统推送警告提醒充电，连接USB端口进行充电，充电器显示绿色提示灯时表示充电完成。通过此设计可成功实现主人与宠物之间的互动。

图1

四、总结

针对宠物服务的陪伴机器人设计仍处于起步阶段，基于宠物的实际需要的陪伴机器人的设计研究空白，宠物陪伴机器人的服务对象应由宠物主人转变为宠物，基于宠物的实际心理需求来设计相应的互动模式，交互设计中要考虑到宠物的生理、心理的接受情况，互动中的陪伴机器人应当给予宠物充分的安全感来缓解独自在家宠物的分离焦虑症，本文在研究了宠物喜爱的玩具以及玩具互动方式后设计了一种新的交互模式，追逐游戏与声音的结合在宠物达到一定目标后给予食物的奖励。在后续的研究中，笔者将针对宠物独自在家的行为以及宠物的本能习性进行更深层次的剖析，优化并探究新的互动模式。