基于AHP 层次分析法的智能家用摄像头信任增进因素研究——以中低龄老年人为目标群体

1 AHP 层次分析法

AHP 层次分析法（Analytic Hierarchy Process）是统筹学家T.L.Saaty 提出的一种定性与定量相结合的多目标分析及系统综合评价方法

，其层次结构分为目标层、基准层和指标层，分析过程是列出影响目标层的各项因子作为指标层，并根据因子之间的联系建立层次结构，通过判断矩阵得到评价权重，从而量化各因子的重要性。张国毅等

通过层次分析法判断家用看护机器人功能需求的主次关系，总结用户体验要素，提出设计策略；郭一帆等

基于 SD-AHP（语义差异—层次分析法）构建适老家居产品设计模型，从专家和老年用户的双向研究中，得到具体的适老家居产品设计策略。AHP 层次分析法通过将决策者的经验判断定量化，减少定性评价的主观因素影响，为实践因素的最优选择提供科学依据，因此AHP 层次分析法被广泛应用于各类设计模型影响因子的评价分析研究中。

2 智能家居设备的人机信任及其增进因素

信任理论最早提出于社会学领域，集中发展为对人际信任的研究。从“信任者—被信任者—第三方影响因素”的人际信任系统研究

，McAllister 于1995 年建立信任的“理性—情感”二分解释进路，把信任划分为基于对他人充分了解的认知型信任和建立在情感纽带上的情感型信任。Lee &Moray 于1992 从人际信任维度中转移出人机信任理论的初步概念，指出人机信任是付出方和被信任的系统之间进行分析、类比和共情这一系列交互过程的结果；在补充环境影响因素后，Marsh 和Dibben 于2003 年研究构建了“人—机器—环境”的信任系统并总结出相应的三个人机信任层次，即操作者的个体差异影响的倾向性信任，基于操作环境和任务类型等的情境信任以及借助已有经验与系统进行交互形成的习得信任。

2.1 智能家居设备的人机信任

智能家居平台主要由四项重要要素构成，人、智能家居产品、家庭环境以及场景之间的联动，其中前三项因素是基础，联动是形成于三者之间的关系，构成家庭环境中用户使用智能家居产品的系统，即“人—智能家居产品—环境”系统。人与智能家居产品在家庭环境中产生互动，在积极的使用体验中建立起情感连接，形成信任依赖。

2.2 智能产品的人机信任增进因素

在人际信任和人机信任的系统中，信任的主体都是人，由于文化背景、性格特征、经验能力等个体差异，信任者的人格特点与态度、意愿强相关，对信任关系的建立，尤其是在情感方面具有显著的个体倾向影响

。

人机信任与人际信任的系统因素之间具有可转移的对称性，将家用智能摄像头对应到人际信任中的被信任方

，由理性和感性的个体特征可将智能家用摄像头划分出基本属性及可设计因素两大指标，其中可设计因素又可分为技术、功能、外观以及交互这四大设计方向。Bartneck 等人于2005 年的研究表明，人们喜欢与具有类人外观的机器人互动，被信任者的外观吸引力的大小与信任度之间是一种正相关关系

；但同时，智能产品的拟人特征对可信度的影响符合恐怖谷效应，具有类人外观的机器人情感反馈正面程度最高

；除了外观，智能产品行为的拟人化也会增强对人的吸引力和信任感知

；Sirkin 和Ju.于2012 年研究发现增加物理实体接触也能够促进人机良性互动。对于最基础的技术功能来说，网络数据安全、机器学习自主程度越高，在一定程度上就会增强人机信任，但不是主要影响因素

。

信任度增进因素的重要性打分从要研究的目标用户群体和专家两个方面进行，问卷采用 1—9 标度法，被测者针对两个指标进行相对重要性比较，根据自我判断选择相应指标的重要性级别数字。考虑到研究对象为中低龄老年人群，他们的思考判断能力衰退，同时需打分的评价指标数目较多，为得到实际有效的实验效果，将研究方法设置为仅探究中心词与影响因素之间的重要性打分，通过计算各评分项的平均值除数构建判断矩阵，一致性检验后使用和积法进行层次分析，最终得到各增进因素的权重值统计。

3 基于AHP 层次分析法的智能家用摄像头信任增进因素分析

3.1 智能家用摄像头信任模型的构建

基于上述，可总结出一系列对应三个信任层次的信任增进要素，得到智能家用摄像头信任模型的基本框架。倾向型信任中包含信任主体的性别年龄、经济水平、受教育程度等人格特征和使用经验的个体差异；情境信任包含品牌、市场等社会背景及智能产品使用的任务环境，是固有影响因素，取决于智能家用摄像头的基本属性；习得信任形成于密切的交互过程，受到智能家用摄像头各项可设计因素的影响，通过技术和功能满足使用需求，外观、造型构建情感体验，并在操作方式、反馈效果中获得交互体验。双向匹配人机信任理论和家用智能摄像头的指标，构建出基于信任增进理论的家用智能摄像头的信任模型（图1）。

式中，V e为膨胀罐的总容积，m3；ρf为回水温度的热水密度，kg/m3；ρr为热水的密度，kg/m3；P1为膨胀罐处管内水压力，MPa；P2为膨胀罐处管内最大允许压力，MPa，其数值可取1.1P1；V s为系统内热水总容积，m3。

3.2 智能家用摄像头信任增进因素的层次评价模型

依据已构建的智能家用摄像头的信任模型，排除倾向型信任和情景信任下的个人、社会、环境等固有影响因素及习得信任中技术层面的两项因素，仅将习得信任下有关家用智能摄像头的功能、交互、外观共十项设计学因素作为指标进行评价，得到用以层次分析的家用智能摄像头信任度影响因素的评价模型。智能家用摄像头信任增进的设计评价问题可转换至指标层的层次评价模型中研究，以习得信任为目标层A，需求满足 B1、交互体验 B2、情感体验B3 为三个基准层评价指标，及十项信任增进要素为指标层C（图2）。

除了信任双方，人机信任还受到第三方因素的影响，主要来自社会、环境、关系介入方以及客观任务等。Christer 等人于2005 年发现，被信任方拥有更强的集体认同和社会价值能够增强主体的信任程度，人们更加信任拥有价值，品牌的大公司

。Elena Rocco 等人在CREW（Collaboratory for Research on Electronic Work）于2000 年发表的研究报告表明，人们期望未来近距离互动带来的可信赖关系，对信任的主要威胁之一来自距离

。

实验共邀请了20 位中低龄老年人（男女平均）和10 位研究方向为适老化智能家居产品的设计专家，收集到有效问卷共30份，分别对他们所打的分数据进行层次分析。针对隐私保护措施、监控安防、设置自由度、功能多样性、操作方式、有效反馈,互动距离、交流互联、拟人化程度、视觉感受共10 项信任影响因素构建10 阶判断矩阵A=（a

）

，得出其对应的权重值。组合信度CR 值CR=CI/RI，其中CI 为置信区间，RI 为随机一致性指标。通过SPSS 计算CR 值结果均等于0，本次研究的判断矩阵满足一致性检验。

4 基于AHP 层次分析法的智能家用摄像头信任增进因素的权重分析

4.1 信任增进因素的权重排序分析

设计专家从低龄中老年人群生理、生活特征出发，表明简洁明确的操作方式C

和清晰的反馈C

能够增强家用智能摄像头的易用性，对中低龄老年人的使用友好度有所提高。隐私保护措施C

权重值排第二高，作为极具关怀性质的隐形需求，被认为具有设计潜力，能够通过设计手法实现明显的信任增进效果。C

的较低权重值源于产品外观设计的多变性，其实现效果对环境的依赖性较高，但更具亲和力的外观造型能够完美地融入家庭生活环境，并能削弱智能摄像头的监视特质，一定程度能提升老年人对智能产品的信任。

4.1.2 适老化智能家居设计专家的权重排序分析

3°由2°及g连续,g(A)∈g(clcsX{η(x):x∈A})⊆clY{gη(x):x∈A}=clY{f(x):x∈A}=clYf(A),于是{g(A)}⊆clYf(A)。clY{g(A)}⊆clYf(A),从而clY{g(A)}=clYf(A)。

前四项信任增进要素C

、C

、C

、C

之间权重差值较小，下降趋势平缓。简洁直接的操作方式以及附加情感性的视频通话等交流互联功能作为基础功能的良性附加因素，能够进一步较明显地增强基础信任；同时，关怀性情感因素导向中低龄老年人心理层面的积极信任，老年人群期望在家庭环境中设置明确的回避措施以保护隐私。

陆游说：“汝果欲学诗，功夫在诗外。”课外阅读对于学生阅读能力的提高，有着重要的作用。虽然有部分语文教师认为课外书籍的阅读是浪费时间，但是普遍还是鼓励学生进行课外阅读的，大部分教师还会根据所学向学生推荐经典名著。但是，教师却很少检查学生的课外的阅读，也很少提供相应的阅读指导。教师们认为，面临高考，师生的任务都很重，没有多余的时间来关注课外阅读。因此，学生的课外阅读实际处于无人监管、放任自流的状态。

后四项C

、C

、C

、C

指标权重值相近，与前六项相比表现出明显的权重值减少。相较来说，自由控制、互动远近等自由度较大的交互因素以及拟人化外观、视觉感受此类外观元素在评价调查中表现出较强的个体差异性，体现为评分中较大的值偏差。从设计的角度来说，信任增强效果受使用对象的个体偏好影响，在适老化智能家用摄像头信任增进设计中实践价值较弱。

所以，对慢性心力衰竭（多病因）患者进行心脏彩超诊断，能为患者诊断提供参考依据，临床应用价值较大，具有推广意义。

中低龄老年人群在居家环境中使用智能摄像头时，技术功能层面的监控安防C

是最能增进其对摄像头信任感觉的因素，权重值达13.33%，中低龄老年人群普遍表现出在最基本的监控安防需求满足时能建立基础信任。其次是操作方式C

、交流互联C

、隐私保护措施C

、有效反馈C

、功能多样性C

、互动距离C

、设置自由度C

、视觉感受C

以及拟人化程度C

（如表1）。

设计专家依据设计经验、研究经验对各项增进因素进行评估，计算排序得C

的权重值11.82%最高，智能家居产品基础功能的实现仍被认为是最能增进信任感的因素。其次是操作方式C

、隐私保护措施C

、有效反馈C

、视觉感受C

、交流互联C

、互动距离C

、设置自由度C

、拟人化程度C

以及功能多样性C

，各项指标之间的权重差值不大且较为平均，权重排序整体下降趋势平缓（表2）。但C

、C

、C

较C

、C

的较高权重值，表明设计层面更看重智能家居产品的使用特性，期望以人为本的的交互体验。

作者简介：江潇潇，女，河南洛阳人，上海工程技术大学电子电气工程学院，讲师，博士研究生，研究方向：统计信号处理、多源信息融合。

中低龄老年人对C

、C

、C

三项信任增进因素的权重评价处于中等值，但其各自较前项相比均表现出明显的权重值减小。老年人注重有效的使用体验，倾向于家用智能摄像头在完成指令时做出显著有效的反馈，是使用过程中的体验性因素，相较于功能实现，被认为增进效果较弱。

4.1.1 中低龄老年人的权重排序分析

式(3)中：i是折现率，取6.00%；n为船舶使用年限，取25 a；C为自由现金流，C=船舶营运收入-佣金成本-营运成本-融资利息-还贷本金-期初投入流动资金+残值。

4.2 智能家用摄像头的信任增进因素的权重对比分析

对中低龄老年人和设计专家的权重值排序进行横向对比分析，监控安防C

的基础功能均表现出最高的权重值；作为功能性的智能家居产品，中低龄老年人对智能家用摄像头的信任感首先建立在基础功能的实现上。同时，双方排序中隐私保护措施C

的高权重表明人性化关怀在功能设计中的重要性，中低龄老年人群期望在家庭环境中智能摄像头能够尊重个人生活，做到关怀监护。因此，在设计时应充分满足中老年人居家生活的需求，以增进用户与智能产品之间的信任感。

简洁有效的操作方式C

、有效反馈C

、实体物理接触C

和交流互联C

四类主要交互均表现出较高的权重值，相较于亲和拟态的外观C

和多样功能C

，中低龄老年人对直接有效的交互行为表现出更积极的态度。因此，满足功能消费需求的基础上，增进良性的交互体验更能增进中低龄老年人对智能家用摄像头的信任感。

5 结语

智能家居产品未来的发展在于人本，用户信赖感及使用体验将会成为产品评估的决定因素。智能家用摄像头的设计应首先做好基础监控安防功能的实现，以期能在心理层面提升中低龄老年人的使用愉悦感，建立起良性的人机交互关系；同时还要把握住中低龄老年人群的隐形需求，以此增强人机信任感。文章基于AHP 层次分析法对智能家用摄像头的信任增进因素进行分析，聚焦中低龄老年用户对智能产品的信任感，通过评价权重分析总结了中低龄老年人群对产品的信任表现及需求，希望能通过设计手段增进人机信任连接，为未来智能家居产品的适老化设计提供新思路。

[1]李海霞，李国龙，李龄松，等.基于AHP 层次分析法对全国冬季运动会影响因素评价研究[J].佳木斯大学社会科学学报，2021，39（06）：67-70.

[2]张国毅.基于层次分析法的家用看护机器人用户体验设计研究[D].安徽工业大学，2019.

[3]郭一帆.基于语义差异-层次分析法的适老家居产品设计研究[D].南京理工大学，2020.

[4]曹云霞.从人际信任的角度探究人机信任的影响因素[J].社会科学前沿，2018，7（4）：556-561.

[5]杨中芳，彭泗清.中国人人际信任的概念化：一个人际关系的观点[J].社会学研究，1999（02）：3-23.

[6]Parasuraman R,Sheridan T B,Wickens C D.Situation awareness,mental workload,and trust in automation:Viable,empirically supported cognitive engineering constructs[J].Journal of cognitive engineering and decision making,2008,2(2):140-160.

[7]Bartneck C,Nomura T,Kanda T,et al.A cross-cultural study on attitudes towards robots[J].2005.

[8]Broadbent E,Kumar V,Li X,et al.Robots with display screens:a [9]robot with a more humanlike face display is perceived to have more mind and a better personality[J].PloS one,2013,8(8):e72589.

[9]陈倩倩，陈义涛.智能语音产品人机信任的实证考察—基于人际吸引的中介作用[J].技术经济与管理研究，2021（08）：31-35.

[10]Tanaka K,Nakanishi H,Ishiguro H.Physical embodiment can produce robot operator's pseudo presence[J].Frontiers in ICT,2015,2:8.

[11]Trust and distrust in organizations:Dilemmas and approaches[M].Russell Sage Foundation,2004.1-18.

[12]Andersson C,Camenisch J,Crane S,et al.Trust in PRIME[C]//Proceedings of the Fifth IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology,2005.IEEE,2005:552-559.

[13]Rocco E,Finholt T,Hofer E C,et al.Designing as if trust mattered[J].Collaboratory for Research on Electronic Work (CREW) Technical Report,2000.