[论文解读] Aligning Robot's Behaviours and Users' Perceptions Through Participatory Prototyping

Pamela Carreno‐Medrano, Leimin Tian+7 more|arXiv (Cornell University)|Jan 11, 2021

Social Robot Interaction and HRI参考文献 28被引用 4

一句话总结

本文提出了一种参与式原型设计方法，以在真实环境中使机器人行为与公众认知保持一致。通过让用户参与设计和测试仿真环境及实体机器人中的机器人行为的互动工作坊，研究揭示了社会背景和用户参与如何重塑期望，最终提升机器人在公共空间中的接受度和可用性。

ABSTRACT

Robots are increasingly being deployed in public spaces. However, the general population rarely has the opportunity to nominate what they would prefer or expect a robot to do in these contexts. Since most people have little or no experience interacting with a robot, it is not surprising that robots deployed in the real world may fail to gain acceptance or engage their intended users. To address this issue, we examine users' understanding of robots in public spaces and their expectations of appropriate uses of robots in these spaces. Furthermore, we investigate how these perceptions and expectations change as users engage and interact with a robot. To support this goal, we conducted a participatory design workshop in which participants were actively involved in the prototyping and testing of a robot's behaviours in simulation and on the physical robot. Our work highlights how social and interaction contexts influence users' perception of robots in public spaces and how users' design and understanding of what are appropriate robot behaviors shifts as they observe the enactment of their designs.

研究动机与目标

• 调查用户在公共空间中对机器人行为的感知与期望。
• 理解用户在直接参与互动与原型设计后，其对机器人行为的期望如何演变。
• 通过让用户参与设计过程，弥合机器人能力与公众期望之间的差距。
• 评估社会与互动背景对用户机器人行为感知的影响。
• 开发一种共同设计机器人行为的方法，使其在社会层面可接受且情境上恰当。

提出的方法

• 通过面向多样化参与者的参与式设计工作坊，共同创建机器人行为。
• 使用仿真环境在实体部署前进行机器人行为的原型设计与测试。
• 部署实体机器人，在真实公共空间场景中执行用户设计的行为。
• 收集用户反应与感知变化的定性与观察数据，以记录互动过程中的变化。
• 整合反馈回路，基于用户输入与观察到的反应，迭代优化机器人行为。
• 分析用户在与机器人互动前、中、后，其期望与感知的变化。

实验结果

研究问题

• RQ1 用户在与机器人互动前，如何感知公共空间中适当机器人行为？
• RQ2 当用户积极参与设计与测试行为时，其对机器人行为的期望如何变化？
• RQ3 社会与互动背景在塑造用户对机器人行为感知方面发挥什么作用？
• RQ4 参与式原型设计在多大程度上促成了更具社会可接受性与情境恰当性的机器人行为？
• RQ5 当用户观察其设计在实时中被实现时，其对机器人的心理模型如何演变？

主要发现

• 用户对机器人行为的初始期望具有高度的情境依赖性，并在不同人口统计与社会群体间存在显著差异。
• 参与式互动导致用户感知发生可测量的转变，许多用户在观察到行为实现后修正了初始期望。
• 社会背景（如他人在场或所处环境）显著影响用户对机器人行为的舒适度与适当性感知。
• 当用户在设计中扮演角色，尤其是看到其设计被实际实施时，他们表现出更高的信任度与接受度。
• 迭代原型设计过程揭示，用户常常低估了实时机器人行为的复杂性，导致在观察后修正期望。
• 在真实环境中实际执行行为对发现仅靠仿真无法检测到的可用性与社会可接受性问题至关重要。