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摘要：以情感化设计为基础，探索聚焦于情感表达的智能机器宠物设计方法。采用访谈法调查用户情感需求与偏好，从情感化设计的三个层次分析和梳理智能机器宠物的功能和交互形式，进行智能机器宠物的造型设计与交互行为设计，并对智能机器宠物的情绪表达能力进行以用户为中心的交互评估。归纳总结了用户对智能机器宠物的需求，设计并完成了智能机器宠物的实体模型及交互行为展示，评估实验验证了用户与智能机器宠物之间的交互行为有利于用户感知智能机器宠物情绪、引导用户积极情绪。从情感化设计角度为智能机器宠物设计提供了新思路，能够有效指导聚焦情绪表达的相关智能化交互产品设计，对大众心理健康发展具有正面作用。
关键词：智能机器宠物情感化设计造型设计交互设计情绪表达交互评估
中图分类号：TB472文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2021）09-0145-04
Abstract：Based on emotional design concept，the design method of the intelligent robot pets is explored by focusing on the emotional expression. The emotional needs and preferences of the users are interviewed，and the functions and the interaction forms of the intelligent robot pets are analyzed from the views of the three layer of emotional design. Then the model and the interaction behaviors of the intelligent robot pets are designed. The interactive assessments on emotional expression are carried out by the user-centered interaction. The user requirements for the intelligent robot pets were summarized，the physical model and the interaction behaviors were designed，and the positive affects including that the users feel intelligent robot pets，and the intelligent robot pets guide the users’emotion，were verified by the interactive assessments. It provides a novel approach for the design of the intelligent robot pets from the view of emotional design，effectively guides the design of emotion-oriented related intelligent interactive products，and has a positive impact on the development of the public mental-health.
Keywords： Intelligent robot petEmotional designModeling designInteraction designEmotional expressionInteractive assessment
引言
智能機器人是信息化时代计算机、信息技术、人机交互、设计心理学等多学科交叉融合技术的重要体现，也是当前智能化系统研究的前沿热点方向[1]。智能机器宠物作为智能机器人研究的分支之一，在设计学领域中也引起了许多研究人员的关注，也将成为人类智能化家居生活的重要部分[2]。Norman提出机器设计需要情感，V. Nitsch等也提出智能机器人通过情感化表达可具有引发人类情感的能力[3]。夏进军、冷敏敏等研究人员分别从智能宠物、宠物机器人的情感化创新设计和改善病人异常等角度进行了探索和综述[2，4]。上述研究均表明，从情感化角度探索智能机器宠物设计，对构建智能机器宠物与用户之间可理解的信息通道而言是具有一定可行性的。因此，本文以情感化设计理论为基础，以实现引导用户积极情绪和表达自身情绪为目标，通过智能机器宠物的设计实践探索智能化交互产品情绪表达的途径，为聚焦情绪表达的相关产品设计提供了参考。
一、智能机器宠物的用户需求与情感表达
（一）用户情感需求调研和分析
智能机器宠物具有智能化、多通道表达等特点，其高科技特色属性要求用户对新兴智能产品有较高接纳度和理解力，熟悉智能化产品交互行为和操控方式[5]。现阶段，国内外智能机器宠物设计以仿生为主，从造型上贴合养宠、爱宠人士的心理需求。例如，Chip、Aibo、Nybble和Marscat等机器宠物均呈现类动物造型，将用户内在的心理需求通过设计途径进行显性化展示。与此同时，伴随着交互技术不断发展，多通道情感表达逐渐增加，如Aibo、Kiki、LOBOT等机器宠物可以通过语音、触摸、手势等交互方式进行控制，实现行为模仿、情绪判断、动作反馈等具有一定情感化涵义的响应。
用户对于宠物的定位多为朋友或亲属，在居家环境中将其作为娱乐、陪伴、沟通和消除孤独感的对象[6，7]。在智能家居概念逐渐普及背景下，精准挖掘用户在居家情境中的情感需求是智能机器宠物设计的主要步骤，同时也是智能机器宠物使用场景构建的重要基础[8]。因此，设计调研聚焦于用户情绪状态、情绪调节方式方法、对其情绪引导能力和对造型的期待五个方面，以六位处于大学四年级的学生为目标对象，进行深度访谈。受访者处于社会角色即将发生转变的时期，受升学及求职等因素影响，心理压力较大，其情绪现状及对机器宠物引导用户情感研究具有指导意义。经深度访谈总结用户主要情感需求如下：（1）用户易受焦虑与烦躁情绪影响，主要原因为学业及事业上的困难以及对未来的迷茫;（2）处于负面情绪状态时，部分用户选择进行娱乐活动以转移注意力的方式调节，亦有部分用户追求独立的思考和冷静空间，不希望受到外界环境的干扰;（3）生命个体的独特表现和偶尔出现的不遵循宠物主人指令的行为是真实宠物给用户带来惊喜感的主要原因。机器宠物对于同一指令仅仅给予固定回应会带来机械感和冰冷感，易使用户对交互过程产生厌倦;（4）用户的个人情绪会受宠物的动作及表现影响，宠物带动积极情绪的能力获得认可，但机器宠物的活动应合乎时宜，否则会加重负面情绪;（5）用户认为机器宠物的外表应是可爱单纯的，而毛茸茸的手感能满足用户的感官体验。 结合上述分析可见，智能机器宠物设计应能够与用户进行具有不确定性、但合乎逻辑的互动，在材料、尺寸、外观上应表现出舒适的触感、可爱的造型，从而能够引导用户积极情绪、降低负面情绪负担和提升智能机器宠物的生命特征。将上述用户需求转化为智能机器宠物设计要素，可归纳为四个方面，包括：（1）外观：暖色调、呆萌可爱、材质柔软、类动物造型;（2）生命力：率性、主动互动、情绪丰富、反应多样性;（3）交互：肢体接触、语音识别、手势交互、情绪识别;（4）功能：聆听、舒缓心情、播放白噪音或纯音乐，其亲和图展示如图1所示。
（二）智能机器宠物的情感表达
在设计亲和图分析基础上，分别从设计本能层、行为层、反思层三个角度探索智能机器宠物设计机会点，进一步明确智能机器宠物功能特色和精神内涵。智能机器宠物的本能层对应于用户对产品作为宠物的形象感知，包括基于用户经验的外观造型设计、材质与形态语义带来的感官体验、为产品增添生命感的特色属性。在图1外观和生命力要素基础上进行融合和延伸，提升用户对智能机器宠物生命特征的可理解性，如在表情、体态、情绪、动作、性格等属性进行设计关键词凝练均能够展示智能机器宠物的特色。行为层对应于智能机器宠物的人机交互形式、内容与反馈，采用语音、手势、触碰三种交互形式，依据用户情绪、宠物姿态、用户触碰力度等评判指标给予可表达不同情绪的动作反馈。反思层对应于智能机器宠物的情感承载，以引导用户积极情绪、舒缓用户负面情绪为主要目标，旨在成为用户的情感依赖对象。通过倾听和情绪安抚、与用户互动的方式，机器宠物在交互过程中扮演坏情绪倾诉对象及快乐制造者的角色。据上述分析归纳智能机器宠物的情感化设计机会点如图2所示。
二、机器宠物产品造型设计
积极的卡通形象可以产生愉悦的情感传递，在一定程度上满足用户的精神需求[9]。结合图1和图2对造型要素的分析，产品造型风格要求能使用户轻易联想到具象化动物。为此共设计了8组宠物五官方案，体现其呆萌可爱的风格，如图3.a所示。通过头大、身圆和腿短的体态设计，体现其憨厚属性。结合当下社会背景，给产品增添护目镜作为装饰。产品定位为桌面陪伴型机器宠物，需考虑保持桌面的整洁美观、不影响办公效率、尺寸符合人机工学相关标准[10，11]。故设定产品尺寸高度不超过30mm，产品尺寸图见图3.b。方案数字模型如图3.c所示。
在办公桌面场景下，该宠物能够作为桌面机器人提供陪伴和休闲互动的功能，发现用户情绪异常对其进行积极情绪的引导，也能够表达自身情绪，场景效果图如图4.a所示。在个人卧室场景下，该宠物能够置于床头，睡前倾听用户诉说，给予安慰并陪伴其入睡，场景效果图如图4.b所示。
产品采用“基本型+可更换外衣”方式，让用户自行选择宠物毛发质感，提升用户和智能机器宠物互动时的体验感。配色选用无彩色，即黑色与白色，便于与不同色彩外衣进行搭配。结合布料颜色与动物体态特征，机器宠物外观造型可实现不同的动物形象。智能宠物模型展示如图4.c所示。
三、交互行为设计
在人机交互过程设计中，不仅要考虑人的因素，还要考虑“人-机- 环境”之间的相互作用关系。因此，用户会期望机器具有一定情感、有和谐的交互能力。在设计心理学中，人机共情是引导用户产生积极情绪的途径之一，并且情绪表达也是提升用户对机器理解的重要途径。因此，本设计中主要通过对交互动作的设计表达智能机器宠物的不同情绪。依据用户状态划分为宠物主动互动和用户主动互动。
（一）智能机器宠物主动互动
根据智能机器宠物的设计要素和情感化表达分析，宠物主动互动划分为情绪平复互动和倾听安抚互动。该类情况下，机器宠物通过身体部位的动作表现，对用户行为进行相应的情绪反馈。
1.情绪平复互动：智能机器宠物的情绪平复互动旨在让用户走出焦虑及烦躁情绪、平静心情。通过用户语言、表情和行为，智能机器宠物首先判断用户状态，而后给予相应反馈。当用户处于较为愤怒的状态，机器宠物通过摇头等行为进行阻止，引导用户平复心情。当用户处于哭泣的状态，机器宠物主动索取拥抱，通过拥抱给予用户力量。当用户处于沮丧的状态，机器宠物表现出担忧和关怀，播放柔美优雅的轻音乐或纯净的白噪音，以音乐为媒介引导用户情绪走向。智能机器宠物的情绪平复互动表达如表1所示。
2.倾听功能互动：智能机器宠物的倾听功能互动主要表现在对用户话语的行为反馈，从而表达出智能机器宠物的情绪。例如，当用户出现自我否定，机器宠物表示异议。当用户对机器宠物进行询问，机器宠物表现无辜或困惑。当用户讲述开心的话题，機器宠物也表现出快乐。当用户对未来有所期待，机器宠物做出兴奋的情绪反馈。机器宠物的倾听功能互动表达如表2所示。
（二）用户主动互动
以用户行为为起始点的用户主动互动可认为是用户与智能机器宠物的日常互动，定义为智能机器宠物的休闲互动功能。智能机器宠物机器宠物身体各部位皆可通过动作表现对用户行为给予反馈。机器宠物身体各部位皆可通过动作表现对用户行为给予反馈。反馈内容存在一定随机性，这增加了机器宠物的反馈丰富性，有助于消除机械感，如表3所示。机器宠物身体各部位的动作皆可表达一定情绪，而各项动作反馈可以单一展示，也可组合展示。
用户与智能机器宠物的休闲互动过程没有既定流程。依据用户不同操作手势、触碰位置和力度、语音关键词等行为，智能机器宠物的动作反馈表现出较强的随机性和不确定性。例如，用户主动呼唤机器宠物，机器宠物即可识别到用户的呼唤后耳朵立起。用户轻拍机器宠物脑袋，机器宠物眉毛下耷，耳朵交替内扣，表达出聆听的姿态和困惑的情绪。当用户抚摸机器宠物腹部，机器宠物手臂打转以示兴奋。通过肢体动作和面部表情的变化，智能机器宠物能够表达出兴奋、平静、不解、疑惑等不同情绪状态，其不同动作的内涵分别如表1 和表2所示。
四、交互展示与评估 （一）交互行为展示
1.智能机器宠物主动互动展示
智能机器宠物的主动互动功能划分为情绪平复与倾听。在情绪平复过程中，当用户高声宣泄时，机器宠物可眉毛下耷、摇头以提醒用户平复心情，如图5a所示。当用户哭泣和皱眉时，机器宠物可眉毛下耷、手臂前伸请求拥抱，如图5b所示。当用户长时间无任何沟通和动作时，机器宠物会坐下陪伴、播放白噪音或轻音乐，如图5c所示。
在智能机器宠物的倾听过程中，当用户语句中出现自我否定关键词，机器宠物可眉毛上扬、摆手从而以制止用户的自我否定行为，如图6a所示。当用户提出疑问，机器宠物可眉毛下耷、摇头、双脚摆动表示疑惑与不解，如图6b所示。当用户语句中出现夸赞、愉悦、期待关键词，机器宠物可双脚左右摇摆表达兴奋情绪，如图6c所示，也可眉毛上扬、手臂快速转动表达兴奋情绪，如图6d所示。
2.用户主动互动展示
在用户主动互动过程中，用户的行为决定了机器宠物的反馈动作。用户可用手势（如图7a和图7b所示）切换机器宠物坐下、站立的状态。当用户轻触（如图7c所示）机器宠物耳朵，被触碰的耳朵会快速内扣，模拟动物被触碰时的反应。当用户轻拍宠物头侧（如图7d所示），机器宠物眉毛上扬、扭头看向用户。当用户轻拍宠物头顶（如图7e所示），机器宠物眉毛下耷、双耳交替内扣。当用户抚摸宠物腹部（如图7f所示），机器宠物手臂快速转动。
（二）交互评估和分析
为验证智能机器宠物能够通过交互行为有效展示情绪，制作了5 个用户与智能机器宠物交互的视频用于进行情绪的一致性评估。在交互视频中，智能机器宠物的交互动作内涵划分为引导用户积极情绪（快乐、兴奋、安抚）和表达自身消极情绪（制止、困惑）。采用主观评价法，评测人数为10人，测试者身份皆为年龄在20-23岁的青年人。如智能机器宠物的动作表现所表达的内涵与用户情绪感受完全一致，则评分为5;若完全不符，评分为1。评分等级划分为完全一致、比较一致、一般、比较不符和完全不符，评分依次递减。引导用户积极情绪（快乐、兴奋、安抚）和表达自身消极情绪（制止、困惑）的评分分别如图8和图9所示。
综合上述评估数据发现，智能机器宠物通过表达“快乐”、“兴奋”、“安抚”内涵的三种交互行为能够获得较高的一致性评分，即用户较为认可智能机器宠物使用“快乐”、“兴奋”、“安抚”三种交互行为时能够引导积极情绪。尤其是对于表达“兴奋”内涵的交互行为认可度最高，其次为“快乐”和“安抚”，分别为4.3、3.6和3.5。但是，智能机器宠物的“制止”和“困惑”得到了相对较低的评分，分别为2和2.8。针对低分选项的用户进行了访谈从而深入了解用户感受。在访谈中针对智能机器宠物的动作发生情景加以解释后，有5位评分为3及以下的评估者认为：结合用户自我否定情境，智能机器宠物采用眉毛上扬并晃手的动作表达“制止”是合理的。如果忽略用户自我情境，用户认为该动作更易被认为是“打招呼”和“招手以示意靠近”等更具积极性的情绪。由于智能机器宠物的“困惑”采用眉毛下耷并摇头来表达，评估者大多认为该动作更倾向表达否定。在交互流程中，该动作是当用户提问后得到的反馈，表示“不知道”或“不明白”。结合情境描述，评估者普遍认为该动作含义能够表达“困惑”。因此，低分原因主要来源于设置测试问题时的描述偏差。
根据上述评估数据及分析，智能机器宠物能够通过交互行为引导和表达情绪，这些情绪也容易被用户感知。对于智能机器宠物的同一个动作，不同用户的理解会产生一定偏差。同时，用户共情与情景描述相辅相成，情景描述越清晰，用户共情表现越好。
结语
设计视角下的情绪感知和表达是智能机器宠物等相关产品设计发展趋势之一，本文以情感化设计理论为基础，通过调研用户情感需求进行智能机器宠物的造型设计和交互行为设计研究，并针对智能机器宠物对用户的积极情绪引导和自身的情绪表达进行了交互评估，研究发现智能机器宠物能够通过一定的交互行为引导用户的积极情绪和表达自身情绪。智能机器宠物的设计研究仍有较大的深入分析和设计延展空间，后续设计可尝试为智能机器宠物增添更多的肢体语言和表情神态反馈、设置更为丰富的交互情境，这将有利于推动智能机器宠物应用日常化的进程，也为其他同类产品提供设计实践支持。
参考文献
[1]秦方博，徐德.机器人操作技能模型综述[J].自动化学报，2019，45（08）：1401-1418.
[2]夏进军，赵佳妮.基于情感化设计层次理论的智能宠物创新设计[J].包装工程，2017，38（06）：123-128.
[3] Nitsch V，Popp M. Emotions in robot psychology [J]. Biological Cybernetics，2014，108（5）：621-629.
[4]冷敏敏，張萍，胡明月等宠物机器人在老年痴呆患者照护中的应用进展[J].中华护理杂志，2018，53（12）：1498-1503.
[5]孙艺萌，李若辉.宠物APP饲养应用设计研究[J].设计，2019，32（19）：144-146.
[6]方艺舒，陈江.提升人宠互动体验的宠物猫产品设计研究[J].设计，2020，33（10）：144-145.
[7]黄文琦.服务设计方法在人宠共用产品设计中的运用[J].设计，2019，32（09）：126-127.
[8]郁舒兰，刘家伟.服务设计视角下的智能家居生态圈构建[J].南京林业大学学报（人文社会科学版），2019，19 （04）：74-81+88.
[9]王煜华，于娜，汪洋，申黎明卡通造型对儿童家具色彩视觉感知的影响研究[J].家具与室内装饰，2018（02）：78-81.
[10]李芳菲，关惠元，邹峰城市上班族家庭书桌使用现状研究[J].家具，2019，40（04）：46-49+69.
[11]郭园，时新，郭晨旭，等基于计算机视觉的桌椅人机适应性应用研究[J].装饰，2019（12）：84-87.
关键词：智能机器宠物情感化设计造型设计交互设计情绪表达交互评估
中图分类号：TB472文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2021）09-0145-04
Abstract：Based on emotional design concept，the design method of the intelligent robot pets is explored by focusing on the emotional expression. The emotional needs and preferences of the users are interviewed，and the functions and the interaction forms of the intelligent robot pets are analyzed from the views of the three layer of emotional design. Then the model and the interaction behaviors of the intelligent robot pets are designed. The interactive assessments on emotional expression are carried out by the user-centered interaction. The user requirements for the intelligent robot pets were summarized，the physical model and the interaction behaviors were designed，and the positive affects including that the users feel intelligent robot pets，and the intelligent robot pets guide the users’emotion，were verified by the interactive assessments. It provides a novel approach for the design of the intelligent robot pets from the view of emotional design，effectively guides the design of emotion-oriented related intelligent interactive products，and has a positive impact on the development of the public mental-health.
Keywords： Intelligent robot petEmotional designModeling designInteraction designEmotional expressionInteractive assessment
引言
智能機器人是信息化时代计算机、信息技术、人机交互、设计心理学等多学科交叉融合技术的重要体现，也是当前智能化系统研究的前沿热点方向[1]。智能机器宠物作为智能机器人研究的分支之一，在设计学领域中也引起了许多研究人员的关注，也将成为人类智能化家居生活的重要部分[2]。Norman提出机器设计需要情感，V. Nitsch等也提出智能机器人通过情感化表达可具有引发人类情感的能力[3]。夏进军、冷敏敏等研究人员分别从智能宠物、宠物机器人的情感化创新设计和改善病人异常等角度进行了探索和综述[2，4]。上述研究均表明，从情感化角度探索智能机器宠物设计，对构建智能机器宠物与用户之间可理解的信息通道而言是具有一定可行性的。因此，本文以情感化设计理论为基础，以实现引导用户积极情绪和表达自身情绪为目标，通过智能机器宠物的设计实践探索智能化交互产品情绪表达的途径，为聚焦情绪表达的相关产品设计提供了参考。
一、智能机器宠物的用户需求与情感表达
（一）用户情感需求调研和分析
智能机器宠物具有智能化、多通道表达等特点，其高科技特色属性要求用户对新兴智能产品有较高接纳度和理解力，熟悉智能化产品交互行为和操控方式[5]。现阶段，国内外智能机器宠物设计以仿生为主，从造型上贴合养宠、爱宠人士的心理需求。例如，Chip、Aibo、Nybble和Marscat等机器宠物均呈现类动物造型，将用户内在的心理需求通过设计途径进行显性化展示。与此同时，伴随着交互技术不断发展，多通道情感表达逐渐增加，如Aibo、Kiki、LOBOT等机器宠物可以通过语音、触摸、手势等交互方式进行控制，实现行为模仿、情绪判断、动作反馈等具有一定情感化涵义的响应。
用户对于宠物的定位多为朋友或亲属，在居家环境中将其作为娱乐、陪伴、沟通和消除孤独感的对象[6，7]。在智能家居概念逐渐普及背景下，精准挖掘用户在居家情境中的情感需求是智能机器宠物设计的主要步骤，同时也是智能机器宠物使用场景构建的重要基础[8]。因此，设计调研聚焦于用户情绪状态、情绪调节方式方法、对其情绪引导能力和对造型的期待五个方面，以六位处于大学四年级的学生为目标对象，进行深度访谈。受访者处于社会角色即将发生转变的时期，受升学及求职等因素影响，心理压力较大，其情绪现状及对机器宠物引导用户情感研究具有指导意义。经深度访谈总结用户主要情感需求如下：（1）用户易受焦虑与烦躁情绪影响，主要原因为学业及事业上的困难以及对未来的迷茫;（2）处于负面情绪状态时，部分用户选择进行娱乐活动以转移注意力的方式调节，亦有部分用户追求独立的思考和冷静空间，不希望受到外界环境的干扰;（3）生命个体的独特表现和偶尔出现的不遵循宠物主人指令的行为是真实宠物给用户带来惊喜感的主要原因。机器宠物对于同一指令仅仅给予固定回应会带来机械感和冰冷感，易使用户对交互过程产生厌倦;（4）用户的个人情绪会受宠物的动作及表现影响，宠物带动积极情绪的能力获得认可，但机器宠物的活动应合乎时宜，否则会加重负面情绪;（5）用户认为机器宠物的外表应是可爱单纯的，而毛茸茸的手感能满足用户的感官体验。 结合上述分析可见，智能机器宠物设计应能够与用户进行具有不确定性、但合乎逻辑的互动，在材料、尺寸、外观上应表现出舒适的触感、可爱的造型，从而能够引导用户积极情绪、降低负面情绪负担和提升智能机器宠物的生命特征。将上述用户需求转化为智能机器宠物设计要素，可归纳为四个方面，包括：（1）外观：暖色调、呆萌可爱、材质柔软、类动物造型;（2）生命力：率性、主动互动、情绪丰富、反应多样性;（3）交互：肢体接触、语音识别、手势交互、情绪识别;（4）功能：聆听、舒缓心情、播放白噪音或纯音乐，其亲和图展示如图1所示。
（二）智能机器宠物的情感表达
在设计亲和图分析基础上，分别从设计本能层、行为层、反思层三个角度探索智能机器宠物设计机会点，进一步明确智能机器宠物功能特色和精神内涵。智能机器宠物的本能层对应于用户对产品作为宠物的形象感知，包括基于用户经验的外观造型设计、材质与形态语义带来的感官体验、为产品增添生命感的特色属性。在图1外观和生命力要素基础上进行融合和延伸，提升用户对智能机器宠物生命特征的可理解性，如在表情、体态、情绪、动作、性格等属性进行设计关键词凝练均能够展示智能机器宠物的特色。行为层对应于智能机器宠物的人机交互形式、内容与反馈，采用语音、手势、触碰三种交互形式，依据用户情绪、宠物姿态、用户触碰力度等评判指标给予可表达不同情绪的动作反馈。反思层对应于智能机器宠物的情感承载，以引导用户积极情绪、舒缓用户负面情绪为主要目标，旨在成为用户的情感依赖对象。通过倾听和情绪安抚、与用户互动的方式，机器宠物在交互过程中扮演坏情绪倾诉对象及快乐制造者的角色。据上述分析归纳智能机器宠物的情感化设计机会点如图2所示。
二、机器宠物产品造型设计
积极的卡通形象可以产生愉悦的情感传递，在一定程度上满足用户的精神需求[9]。结合图1和图2对造型要素的分析，产品造型风格要求能使用户轻易联想到具象化动物。为此共设计了8组宠物五官方案，体现其呆萌可爱的风格，如图3.a所示。通过头大、身圆和腿短的体态设计，体现其憨厚属性。结合当下社会背景，给产品增添护目镜作为装饰。产品定位为桌面陪伴型机器宠物，需考虑保持桌面的整洁美观、不影响办公效率、尺寸符合人机工学相关标准[10，11]。故设定产品尺寸高度不超过30mm，产品尺寸图见图3.b。方案数字模型如图3.c所示。
在办公桌面场景下，该宠物能够作为桌面机器人提供陪伴和休闲互动的功能，发现用户情绪异常对其进行积极情绪的引导，也能够表达自身情绪，场景效果图如图4.a所示。在个人卧室场景下，该宠物能够置于床头，睡前倾听用户诉说，给予安慰并陪伴其入睡，场景效果图如图4.b所示。
产品采用“基本型+可更换外衣”方式，让用户自行选择宠物毛发质感，提升用户和智能机器宠物互动时的体验感。配色选用无彩色，即黑色与白色，便于与不同色彩外衣进行搭配。结合布料颜色与动物体态特征，机器宠物外观造型可实现不同的动物形象。智能宠物模型展示如图4.c所示。
三、交互行为设计
在人机交互过程设计中，不仅要考虑人的因素，还要考虑“人-机- 环境”之间的相互作用关系。因此，用户会期望机器具有一定情感、有和谐的交互能力。在设计心理学中，人机共情是引导用户产生积极情绪的途径之一，并且情绪表达也是提升用户对机器理解的重要途径。因此，本设计中主要通过对交互动作的设计表达智能机器宠物的不同情绪。依据用户状态划分为宠物主动互动和用户主动互动。
（一）智能机器宠物主动互动
根据智能机器宠物的设计要素和情感化表达分析，宠物主动互动划分为情绪平复互动和倾听安抚互动。该类情况下，机器宠物通过身体部位的动作表现，对用户行为进行相应的情绪反馈。
1.情绪平复互动：智能机器宠物的情绪平复互动旨在让用户走出焦虑及烦躁情绪、平静心情。通过用户语言、表情和行为，智能机器宠物首先判断用户状态，而后给予相应反馈。当用户处于较为愤怒的状态，机器宠物通过摇头等行为进行阻止，引导用户平复心情。当用户处于哭泣的状态，机器宠物主动索取拥抱，通过拥抱给予用户力量。当用户处于沮丧的状态，机器宠物表现出担忧和关怀，播放柔美优雅的轻音乐或纯净的白噪音，以音乐为媒介引导用户情绪走向。智能机器宠物的情绪平复互动表达如表1所示。
2.倾听功能互动：智能机器宠物的倾听功能互动主要表现在对用户话语的行为反馈，从而表达出智能机器宠物的情绪。例如，当用户出现自我否定，机器宠物表示异议。当用户对机器宠物进行询问，机器宠物表现无辜或困惑。当用户讲述开心的话题，機器宠物也表现出快乐。当用户对未来有所期待，机器宠物做出兴奋的情绪反馈。机器宠物的倾听功能互动表达如表2所示。
（二）用户主动互动
以用户行为为起始点的用户主动互动可认为是用户与智能机器宠物的日常互动，定义为智能机器宠物的休闲互动功能。智能机器宠物机器宠物身体各部位皆可通过动作表现对用户行为给予反馈。机器宠物身体各部位皆可通过动作表现对用户行为给予反馈。反馈内容存在一定随机性，这增加了机器宠物的反馈丰富性，有助于消除机械感，如表3所示。机器宠物身体各部位的动作皆可表达一定情绪，而各项动作反馈可以单一展示，也可组合展示。
用户与智能机器宠物的休闲互动过程没有既定流程。依据用户不同操作手势、触碰位置和力度、语音关键词等行为，智能机器宠物的动作反馈表现出较强的随机性和不确定性。例如，用户主动呼唤机器宠物，机器宠物即可识别到用户的呼唤后耳朵立起。用户轻拍机器宠物脑袋，机器宠物眉毛下耷，耳朵交替内扣，表达出聆听的姿态和困惑的情绪。当用户抚摸机器宠物腹部，机器宠物手臂打转以示兴奋。通过肢体动作和面部表情的变化，智能机器宠物能够表达出兴奋、平静、不解、疑惑等不同情绪状态，其不同动作的内涵分别如表1 和表2所示。
四、交互展示与评估 （一）交互行为展示
1.智能机器宠物主动互动展示
智能机器宠物的主动互动功能划分为情绪平复与倾听。在情绪平复过程中，当用户高声宣泄时，机器宠物可眉毛下耷、摇头以提醒用户平复心情，如图5a所示。当用户哭泣和皱眉时，机器宠物可眉毛下耷、手臂前伸请求拥抱，如图5b所示。当用户长时间无任何沟通和动作时，机器宠物会坐下陪伴、播放白噪音或轻音乐，如图5c所示。
在智能机器宠物的倾听过程中，当用户语句中出现自我否定关键词，机器宠物可眉毛上扬、摆手从而以制止用户的自我否定行为，如图6a所示。当用户提出疑问，机器宠物可眉毛下耷、摇头、双脚摆动表示疑惑与不解，如图6b所示。当用户语句中出现夸赞、愉悦、期待关键词，机器宠物可双脚左右摇摆表达兴奋情绪，如图6c所示，也可眉毛上扬、手臂快速转动表达兴奋情绪，如图6d所示。
2.用户主动互动展示
在用户主动互动过程中，用户的行为决定了机器宠物的反馈动作。用户可用手势（如图7a和图7b所示）切换机器宠物坐下、站立的状态。当用户轻触（如图7c所示）机器宠物耳朵，被触碰的耳朵会快速内扣，模拟动物被触碰时的反应。当用户轻拍宠物头侧（如图7d所示），机器宠物眉毛上扬、扭头看向用户。当用户轻拍宠物头顶（如图7e所示），机器宠物眉毛下耷、双耳交替内扣。当用户抚摸宠物腹部（如图7f所示），机器宠物手臂快速转动。
（二）交互评估和分析
为验证智能机器宠物能够通过交互行为有效展示情绪，制作了5 个用户与智能机器宠物交互的视频用于进行情绪的一致性评估。在交互视频中，智能机器宠物的交互动作内涵划分为引导用户积极情绪（快乐、兴奋、安抚）和表达自身消极情绪（制止、困惑）。采用主观评价法，评测人数为10人，测试者身份皆为年龄在20-23岁的青年人。如智能机器宠物的动作表现所表达的内涵与用户情绪感受完全一致，则评分为5;若完全不符，评分为1。评分等级划分为完全一致、比较一致、一般、比较不符和完全不符，评分依次递减。引导用户积极情绪（快乐、兴奋、安抚）和表达自身消极情绪（制止、困惑）的评分分别如图8和图9所示。
综合上述评估数据发现，智能机器宠物通过表达“快乐”、“兴奋”、“安抚”内涵的三种交互行为能够获得较高的一致性评分，即用户较为认可智能机器宠物使用“快乐”、“兴奋”、“安抚”三种交互行为时能够引导积极情绪。尤其是对于表达“兴奋”内涵的交互行为认可度最高，其次为“快乐”和“安抚”，分别为4.3、3.6和3.5。但是，智能机器宠物的“制止”和“困惑”得到了相对较低的评分，分别为2和2.8。针对低分选项的用户进行了访谈从而深入了解用户感受。在访谈中针对智能机器宠物的动作发生情景加以解释后，有5位评分为3及以下的评估者认为：结合用户自我否定情境，智能机器宠物采用眉毛上扬并晃手的动作表达“制止”是合理的。如果忽略用户自我情境，用户认为该动作更易被认为是“打招呼”和“招手以示意靠近”等更具积极性的情绪。由于智能机器宠物的“困惑”采用眉毛下耷并摇头来表达，评估者大多认为该动作更倾向表达否定。在交互流程中，该动作是当用户提问后得到的反馈，表示“不知道”或“不明白”。结合情境描述，评估者普遍认为该动作含义能够表达“困惑”。因此，低分原因主要来源于设置测试问题时的描述偏差。
根据上述评估数据及分析，智能机器宠物能够通过交互行为引导和表达情绪，这些情绪也容易被用户感知。对于智能机器宠物的同一个动作，不同用户的理解会产生一定偏差。同时，用户共情与情景描述相辅相成，情景描述越清晰，用户共情表现越好。
结语
设计视角下的情绪感知和表达是智能机器宠物等相关产品设计发展趋势之一，本文以情感化设计理论为基础，通过调研用户情感需求进行智能机器宠物的造型设计和交互行为设计研究，并针对智能机器宠物对用户的积极情绪引导和自身的情绪表达进行了交互评估，研究发现智能机器宠物能够通过一定的交互行为引导用户的积极情绪和表达自身情绪。智能机器宠物的设计研究仍有较大的深入分析和设计延展空间，后续设计可尝试为智能机器宠物增添更多的肢体语言和表情神态反馈、设置更为丰富的交互情境，这将有利于推动智能机器宠物应用日常化的进程，也为其他同类产品提供设计实践支持。
参考文献
[1]秦方博，徐德.机器人操作技能模型综述[J].自动化学报，2019，45（08）：1401-1418.
[2]夏进军，赵佳妮.基于情感化设计层次理论的智能宠物创新设计[J].包装工程，2017，38（06）：123-128.
[3] Nitsch V，Popp M. Emotions in robot psychology [J]. Biological Cybernetics，2014，108（5）：621-629.
[4]冷敏敏，張萍，胡明月等宠物机器人在老年痴呆患者照护中的应用进展[J].中华护理杂志，2018，53（12）：1498-1503.
[5]孙艺萌，李若辉.宠物APP饲养应用设计研究[J].设计，2019，32（19）：144-146.
[6]方艺舒，陈江.提升人宠互动体验的宠物猫产品设计研究[J].设计，2020，33（10）：144-145.
[7]黄文琦.服务设计方法在人宠共用产品设计中的运用[J].设计，2019，32（09）：126-127.
[8]郁舒兰，刘家伟.服务设计视角下的智能家居生态圈构建[J].南京林业大学学报（人文社会科学版），2019，19 （04）：74-81+88.
[9]王煜华，于娜，汪洋，申黎明卡通造型对儿童家具色彩视觉感知的影响研究[J].家具与室内装饰，2018（02）：78-81.
[10]李芳菲，关惠元，邹峰城市上班族家庭书桌使用现状研究[J].家具，2019，40（04）：46-49+69.
[11]郭园，时新，郭晨旭，等基于计算机视觉的桌椅人机适应性应用研究[J].装饰，2019（12）：84-87.