智慧养老背景下老龄陪伴机器人情感化设计探析

徐一芊

关键词：智慧养老;老龄;陪伴机器人;情感化设计

世界卫生组织发现，独居老人的数量正在逐年上升，老年人不仅面临着生理上的一系列衰退，心理健康同样需要被重视。陪伴机器人的出现则能较好地满足老年人的心理与精神需求，缓解老年人的不良情绪。为了进一步探究智慧养老给老年人生活带来的转变，文章将以老龄陪伴机器人为主要研究对象，探讨其情感化设计方法。

1 相关概念解析

1.1 智慧养老概述

智慧养老是基于信息平台和互联网系统向居家老人或养老机构所提供的一系列高效便捷的养老服务[1]。相比于传统的养老方式，智慧养老利用信息时代下的技术优势能够为老年人提供多元化的养老解决方案并致力于全面提升老年人的晚年生活质量，满足老年人的精神文化需求的同时让老年人享受到科技的便利性。

1.2 老龄陪伴机器人概述

智能机器人按照机器人系统的服务领域和对象一般可以分为三种类型，分别为工业领域机器人、生活领域服务机器人以及其他领域的专业化机器人[2]。其中服务性机器人的主要作用是服务人类，为人类的经济和生活提供便利[3]。老龄服务机器人并没有一个非常确切的定义和形态，因此可以满足部分养老需求的服务机器人都可统称为老龄服务机器人，根据核心功能可以将老龄服务机器人划分为三大类别，其中包括老龄陪伴机器人、老龄护理机器人以及老龄康复机器人。文章研究的是面向空巢型老人和失独型老人的老龄陪伴机器人，这一类老年群体虽然在生活中具有一定的自理能力，但是由于缺乏关爱与关注而造成了长期的精神空虚，故需要借助老龄陪伴机器人来获取情感关怀。老龄服务机器人分类如图1。

1.3 情感化设计概述

情感化设计最初源于美国著名设计心理学研究者唐纳德· 诺曼的《设计心理学3 ：情感化设计》，唐纳德· 诺曼在此书中对情感化设计进行了相关定义，情感化設计是旨在抓住用户注意力、诱发情绪反应，以提高执行特定行为的可能性的设计。通俗的讲，就是通过某些特定的设计要素去激发用户的情绪，使其产生良好的情感体验。通过产品功能、外观、交互方式等具体的设计表现形式，让用户产生情绪和精神上的认同，并对用户产生一定影响，从而在其心目中形成独特的定位[4]。

2 智慧养老背景下的老龄陪伴机器人情感化设计意义

在智慧养老的背景下，为老年用户设计的智能产品层出不穷，老龄陪伴机器人就是其中之一。对于老年用户而言，因其过往生活经验以及所接受教育水平的限制，其在面对信息时代下的智能产品时，往往存在技术接受度不足以及怕使用出错等消极心理。为了规避老年人在使用过程中可能会出现的负面体验，则要求设计师在设计之初就将情感化设计要素纳入老龄陪伴机器人的多维度考量之中。根据老年用户的生理、心理特征进行针对性设计，打造让老年用户产生积极情感并认同的产品。唯有如此，老年人才能克服对老龄陪伴机器人的消极情绪，老龄陪伴机器人才能真正进入老年人生活中解决其切实的问题，并提升其生活质量，进而提高其生活的幸福指数。

3 智慧养老背景下老龄陪伴机器人情感化设计案例分析

3.1 本能层设计案例

本能层设计典型案例为机器人Peper（如图2）和机器人Paro（如图3）。日本的知名陪伴机器人Pepper（如图2）是一款典型的人形机器人，身高120cm，并且具有优美的拟人关节和流畅的身体曲线，会让用户对其功能产生更多期待。而毛茸茸的机器人Paro 不仅具有仿生形态，其在造型上也融入了可爱元素，容易让用户产生亲切感，同时Paro 还可以通过眨眼与老年用户互动。在 Schaefer 等人的一项研究中发现，机器人的外观形态是影响用户对机器人可信度的最初感知要素，所以本能层上亲切的造型设计有助于拉近用户与机器人之间的距离，让用户感知到的是一个温暖治愈的伙伴，而非冰冷陌生的高科技机器[5]。

3.2 行为层设计案例

行为层设计典型案例为机器人ELLiQ（如图4）以及机器人PARLO（如图5）。以色列的老龄陪伴机器人ELLiQ 不仅具备日程管理、提醒老年用户服药、主动询问老年用户是否要联系家人朋友等功能，同时还可以对一些不会操作的老年用户提供教学服务。而日本的PARLO 不仅具备人脸识别功能，可以与老年用户进行交流，并且还被投放到照料机构里，指导老年人进行锻炼，为老年人唱生日快乐歌。此外在操作过程中，老年人可以采用语音交互、表情交互等多种交互方式与机器人PARLO 进行交互，弥补了单一交互方式的不足。所以行为层上个性化的功能设计以及流畅的交互设计可以让老年用户享受到多元服务的同时还能帮助老年用户更加顺利地完成任务。

3.3 反思层设计案例

反思层典型设计案例为智能语音助手天猫精灵（如图6）和机器人ROLA（如图7）。阿里巴巴天猫精灵团队利用MBTI 人格理论为智能语音助手天猫精灵定义产品人格，赋予其生动的人格形象，通过对其语音声调的设计可以让老年用户感知到智能产品的生命感，可以更和谐地融入老年用户的生活环境中，同时其可以基于人工智能、多模态技术实现多维情景感知，并且针对老年人设有专门的老年人模式以便其使用。而ROLA 机器人，其在设计上考虑到了老年用户的地域性语言表达特点，为一些普通话不标准的老年用户给予了情感关怀。反思层面的设计作为意识、情绪、认知的最高水平，更加倾向于强调以用户为中心，因此，此层面的设计聚焦点可以精准到目标用户，了解用户的心理及行为特征，挖掘用户内在需求[6]。

4 智慧养老背景下老龄陪伴机器人情感化设计的技术支撑

4.1 语音交互技术

语音交互是交互设计发展到自然交互时代的必然产物，其交互方式符合用户日常交流的习惯，尤其是在老龄陪伴机器人的发展上具有重要意义。完整的语音交互过程包含三大关键技术，包括语音识别技术、自然语言处理及语音合成[7]。语音交互技术应用于老龄陪伴机器人时，应该合理构建老年用户需要的语音交互场景，首先为了减轻老年人的认知负荷，在设计语音交互对话逻辑时，对话轮数不宜过多，应适当精简[8]。其次为了给予老年用户适当的关怀，激励其交流的欲望，需要考虑到老年人更倾向于接受日常生活中的打招呼方式，故最好使用“你好+ 名字”这样的方式来唤醒语音角色。最后在语音角色的选择上，应该选择老年人所偏好的甜美温馨且值得信赖的女性角色。

4.2 情绪识别技术

对于老年用户而言，读懂他们的真实情绪才能建立更加有效的沟通。在现实生活中人们往往是通过观察他人面部表情来识别他人情绪，所以面部表情在日常沟通过程中承担着非常重要的角色。为了让智能机器人更加精确地识别老年用户情绪，同时让老年用户产生在生活中与人交流的感觉，则要求必须使老龄陪伴机器人能够识别交互对象的面部表情，来感知交互对象的情感状态，并据此作出反应。人脸表情识别（Facial Expression Recognition，FER）则是判断人类情绪的直接手段[9]。人脸表情识别在服务机器人的应用中由两部分构成，分别是人脸表情识别系统和服务机器人控制系统[10]，其中人脸表情识别系统通过机器识别给定的静态图像或动态序列帧中所分离出来的表情状态，从而判断用户的情绪，实现对用户面部表情的理解与识别之后进而将信息传达给服务机器人控制系统，当服务机器人控制系统接收到指令之后，会对用户做出相应反馈，从而实现表情交互的整个过程。

4.3 多模态交互技术

“模态”，即是“感官”，多模态指通过文字、语音、视觉、动作、表情、触摸、嗅觉等多种方式进行多感官人机交互。多模态交互是通过自然通信模式与虚拟、物理环境进行交互[11]。对于老龄陪伴机器人而言，单一模态信息独立处理缺乏多种模态之间的联动情绪，而多模态信息融合技术在分析多种模态的同时能关注各模态之间的关联性，可以提高人机交互的多样性和准确度[12]。尽管相比于传统的单通道交互方式，多模态交互所需要接收信息的维度更加复杂，但是采用多模态交互和用户沟通可以增加触发情感的维度，更容易引起老年用户的共鳴。

5 智慧养老背景下老龄陪伴机器人情感化设计方法

5.1 触发多维感官的本能层设计

本能层设计旨在快速吸引老年用户，直接触发其感官情绪。本能层的设计包含视觉、听觉、触觉等感官层面的设计，在视觉设计方面包含造型、色彩、界面多种要素，听觉设计则主要是老龄陪伴机器人与老年用户的对话声音设计，触觉设计则是根据所选材质的不同而进行的设计。老年人在感官衰退之后无论是其感官的反应灵敏度还是识别精确性都处于较低水平，同时其情感表达也具有一定的模糊性。故在进行这一层面的设计时，可以借助感性工学理论，对感性要素提取之后结合工学的理性认知进行量化，使老年用户的感官需求得以具象化。使用感性工学进行老龄陪伴机器人的本能层设计时，需要将老年用户直观的感性喜好与实际调研中所得出的客观实验数据进行结合，从而指导老龄陪伴机器人本能层设计[13]。

5.2 产生有效互动的行为层设计

行为层的设计包含对老龄陪伴机器人功能以及交互方式的设计。设计师需要对老年人所需要的关键功能进行调研并提炼，同时对不同类型老年用户的个性化诉求给予关注。为了保障老年用户在与老龄陪伴机器人交互过程的流畅性，设计师需要提前预判老年用户在与老龄陪伴机器人互动过程中的潜在困难并利用合理的交互方式进行解决。由于绝大多数设计师缺乏老年生活经验，往往难以直接感知到老年用户的诉求并去理解其在执行任务时的行为过程，因此可以将“移情”运用在老龄陪伴机器人设计中，开展移情思维，可以有效提升产品的情感化设计水平。“移情”源自外文“Empathy”。在国内研究中，当以“移情”表述时，侧重于描述一种心理现象;而当以“同理心”表述时，则侧重于对人格特征和情绪情感反应能力的描述[14]。将“移情”运用在老龄陪伴机器人的行为层设计中时，设计师首先要深入老年用户的生活场景获取数据，同时需要扮演老年用户，模拟其在生活中执行具体任务时的行为过程，从而发现问题，最后再进行抽离之后的客观分析，并根据归纳出的问题进行对应设计[15]。

5.3 建立情感连结的反思层设计

反思层的设计往往以无意识的形态传递给用户，旨在与老年用户建立良好的情感连结。对于老龄陪伴机器人的设计而言，如何培养老年人与“科技助手”之间的信任是需要解决的首要问题。面对陌生又复杂的信息，老年用户容易产生抵触心理。因此可以将熟悉性理论引入设计之中，熟悉性理论源于认知心理学，熟悉性的增加能让老年用户将不同的事物与特征联系到一起，在熟悉的环境要素中，老年用户更愿意去提升和表达自己[16]。熟悉性设计理论引入老龄陪伴机器人的设计中时，要求设计师从产品的多方维度去纳入熟悉性设计要素，其中包括外观、功能、交互三大板块，在外观和界面上尽量选择老年人在生活中常见的传统设计元素，避免过于新潮和前卫。功能上也尽量保留核心功能，切不可过于繁多，让老年人无从选择。交互上则需要尽量简化交互流程，以达到如同现实生活中交流一般的自然性为目标，从而提升产品的亲切感，弱化科技所带来的冰冷感和距离感，以此赢得老年用户的信任。

6 结语

在智慧养老不断发展的今天，老年人精神诉求已经成为养老诉求中的核心诉求之一，同时随着社会经济水平的提升，老龄陪伴机器人必然会从“云端”逐渐落入“地面”，从少部分人使用的高端养老产品成为服务于千家万户老年群体的普通养老产品。故老龄陪伴机器人的情感化设计至关重要，但是目前大部分老龄陪伴机器人仍然存在情感化设计薄弱、技术融合度不高、针对性不强等缺点。所以文章基于唐纳德· 诺曼的情感化设计三层次对较为优秀的经典设计案例进行分析，最终发现老龄陪伴机器人的情感化设计首先要以用户为中心，其次离不开相关技术的支撑，并进一步探析出老龄陪伴机器人在本能层、行为层、反思层上所对应的情感化设计方法，为研究老龄陪伴机器人的相关学者和设计师提供一定的借鉴。