[论文解读] A Robot by Any Other Frame: Framing and Behaviour Influence Mind Perception in Virtual but not Real-World Environments

Sebastian Wallkötter, Rebecca Stower+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 16, 2020

Social Robot Interaction and HRI参考文献 57被引用 4

一句话总结

本研究探讨了机器人介绍方式（即框架）和社会行为如何影响人类在人机交互中对心智的感知与道德关切。在线实验表明，框架和行为均显著影响心智感知，但这些效应在现实世界实验中未能复现，表明现实互动中存在更多混杂因素，使得心智感知在真实情境中比在孤立的虚拟环境中更难操控。

ABSTRACT

Mind perception in robots has been an understudied construct in human-robot interaction (HRI) compared to similar concepts such as anthropomorphism and the intentional stance. In a series of three experiments, we identify two factors that could potentially influence mind perception and moral concern in robots: how the robot is introduced (framing), and how the robot acts (social behaviour). In the first two online experiments, we show that both framing and behaviour independently influence participants' mind perception. However, when we combined both variables in the following real-world experiment, these effects failed to replicate. We hence identify a third factor post-hoc: the online versus real-world nature of the interactions. After analysing potential confounds, we tentatively suggest that mind perception is harder to influence in real-world experiments, as manipulations are harder to isolate compared to virtual experiments, which only provide a slice of the interaction.

研究动机与目标

• 探讨介绍语境（即框架）和社会行为如何影响机器人的心智感知与道德关切。
• 比较这些因素在虚拟与真实世界人机交互环境中的影响。
• 探究心智感知是否在拟人化与对机器人道德关切之间起中介作用。
• 识别为何在虚拟环境中观察到的实验效应在物理互动中未能复现。
• 通过理解机器人在何种条件下被视为具有自主性与道德地位，为伦理化人机交互研究做出贡献。

提出的方法

• 通过亚马逊机械 Turk（AMT）平台开展两次在线实验，测试框架（高心智感知 vs. 低心智感知）和社交行为（社交型 vs. 非社交型机器人视频）的影响。
• 在真实物理环境中开展一项实验，使用 NAO 机器人，在受控互动中（如汉诺塔任务）操纵框架与行为。
• 使用标准化量表测量对机器人的心智感知、拟人化程度及道德关切。
• 采用单因素与双因素方差分析，分析框架、行为以及实验条件（虚拟 vs. 物理）对心智感知与道德关切的影响。
• 进行事后分析，以探究潜在混杂因素与交互作用，尤其关注虚拟与真实世界结果之间的差异。
• 使用效应量与统计功效分析评估发现的稳健性，特别是在真实世界条件下的表现。

实验结果

研究问题

• RQ1 以高心智感知方式介绍机器人是否能提升参与者对机器人心理状态的感知？
• RQ2 观察到机器人表现出社交行为（如言语、手势）是否比非社交行为更能提升心智感知？
• RQ3 框架与行为对心智感知的影响是否能在真实世界互动环境中复现？
• RQ4 心智感知、拟人化与对机器人道德关切之间是否存在显著相关性？
• RQ5 哪些因素解释了在真实世界环境中框架与行为效应未能复现，而虚拟环境中却能复现的原因？

主要发现

• 在在线实验1中，框架显著影响心智感知（F(3,173) = 4.691, p = .004），高心智感知框架提升了对机器人自主性的感知。
• 在在线实验2中，社交行为显著提升了心智感知（F(3,157) = 5.421, p = .001），表现出社交行为的机器人被感知为更具心智能力。
• 在真实世界实验中，框架与行为对心智感知均无显著主效应，且交互作用不显著（p = .069）。
• 实验条件（虚拟 vs. 物理）的主效应显著（p = .012），表明物理具身可能带来更高的基线心智感知水平。
• 框架与行为的效应量在真实世界环境中明显较小，表明这些因素在物理互动中可操控性较低。
• 事后分析表明，真实世界互动涉及更多未受控的混杂因素（如群体间动态），导致孤立操纵的检测难度高于虚拟环境。