01
研究背景
服务机器人是为人类或设备执行有用任务的机器人。当与服务机器人互动时，它的外观会给用户留下第一印象（K.Li et al.，2020)[1]。不难想象下面的场景：当你在商场里选择服务机器人时，一个具有特征外观（如面部宽高比）的机器人会吸引你的注意力，让你感到兴趣和兴奋，产生获取进一步信息的欲望（Song and Luximon，2021）[2]。一般来说，服务机器人的外观可以分为四类：拟人化、动物化、漫画化和功能性，根据 Fong、Nourbakhsh 和 Dautenhahn 对社交机器人的分类（2003) [3]，拟人化机器人通过人类内部归因来解释机器人外观和行为设计的合理性，使其符合人类的期望并促进人机交互（Chiang，Trimi和Lo，2022) [4]。以前的研究提供了证据，证明产品的拟人化外观会引起积极的情绪并增加其对客户的吸引力（Cao et al., 2022）[5]。然而，关于机器人拟人化外观的效果存在相互矛盾的观点，一项关于拟人化设计特征对人类相关结果影响的荟萃分析显示，机器人的拟人化外观对感知产生了积极影响（Roesler、Manzey 和 Onnasch，2021) [6]。相反，以恐怖谷现象为代表的研究表明非常高水平的拟人化外观会引起用户的恐惧、不信任和其他怪异的感觉。并且情绪反应很复杂，至少由三个方面组成：自我报告、表达行为和生理反应（Gross and Levenson，1993) [7].机器人拟人化外观对情感的影响尚未通过心理生理学测量进行足够的研究。因此研究服务机器人的拟人化程度对于用户情感体验的影响是有意义的。
02
研究方法
1、实验设计
采用被试内实验设计，服务机器人的外观拟人化具有三个级别：高 （AH）、中等 （AM） 和低 （AL） 水平。为了测试这些机器人对被试情绪是否具有显着的影响。
除此之外，选择了四个因变量作为多模态测量指标：主观情绪体验、眼动追踪、生理活动和对机器人接受度的态度。
2、招募被试
通过社交媒体招募了52名不同专业的本科生，所有参与者都获得了20元人民币的回报。没有人参加过同样的研究，也没有人使用过实验中使用的服务机器人，并且他们在实验前不服用兴奋剂（例如咖啡或茶中的咖啡因）和镇静剂（例如酒精或安眠药）。这些标准通过主观报告对所有学生进行了确认，但两名严重近视的参与者被排除在外，因为他们的眼动仪数据无法校准。
最后，共有50名学生（29 名男性和 21 名女性）完成了实验（年龄范围 = 19-29，平均年龄 = 23.75，SD = 4.14）。他们都在实验前签署了知情同意书。该研究获得伦理委员会的批准。
3、实验流程
为了评估被试最初的情绪，参与者首先被要求完成PANAS量表，接下来由主试人员为其佩戴眼动仪和生理记录仪。
在正式试验阶段将21个机器人图像以随机顺序逐一呈现在显示屏中央，每张图像显示15秒，当所有图像都呈现完毕后，移除电极并摘下眼动仪。然后，参与者填写了一份问卷，包括 SAM 量表和态度量表。
最后，他们得到了感谢，并在采访时问及他们对三类机器人的感受，整个流程如下。
03
实验结果
1、主观情绪体验及态度
1
2
2、眼动结果
3、生理结果
04
讨论
本研究的目的是了解服务机器人的拟人化外观如何影响用户的情感体验和态度。我们采用多模态测量方法分析主观情绪体验（愉悦、唤醒）、眼球运动、生理唤醒（fEMG、EDA和HRV）和态度，为人机交互中的情感反应提供了整体洞察。
本研究也存在一些局限和不足，为了缩小研究范围，我们选择了服务机器人，并按不同程度的拟人化对它们进行聚分类。值得注意的是，根据ISO 8373：2012给出的定义，服务机器人还可以细分为个人服务机器人和专业服务机器人，他们分别用于不同的工作场景并具有不同功能。因此，未来的研究应该根据使用属性（个人或专业）对拟人化服务机器人进行分类。
此外，实验的参与者是年轻的大学生，这在一定程度上限制了研究结果的普适性。实际上，中老年群体在情绪体验方面同样值得关注，尤其是老年人群体，他们可能因行动不便和认知能力下降而更加依赖服务机器人来辅助日常生活。因此，将老年人纳入研究范围，探讨他们与服务机器人互动时的情感体验和态度变化，将是一个重要的研究方向。
05
结论
本研究的主要目的是探讨服务机器人拟人化外观对用户主观情绪体验、态度、眼球运动和生理唤醒的影响。
首先，研究结果证实了多模态测量指数可用于测量机器人拟人化外观的情绪影响，这些指标包括：主观情绪体验（愉悦和唤醒）、眼动（情况）数据和生理活动指标。
其次，研究证明：随着机器人拟人化视觉特征的增加，情感体验和态度发生了非线性变化。具体而言，AM机器人比AH和AL机器人给被试带来了更积极的情感体验。（第三，AM机器人比AH和AL机器人显著促进了更积极的主观情感体验和态度。）
最后，眼球运动和生理唤醒的测量结果进一步证实了具有中等拟人化外观的机器人的积极效果。
文献引用
1.Zhang, Y., Cao, Y., Proctor, R. W., & Liu, Y. (2023). Emotional experiences of service robots’ anthropomorphic appearance: a multimodal measurement method. Ergonomics, 66(12), 2039–2057. https://doi.org/10.1080/00140139.2023.2182751
2.Li, K., J. Zhang, L. Wang, M. Zhang, J. Li, and S. Bao. 2020. “A Review of the Key Technologies for sEMG-Based Human-Robot Interaction Systems.” Biomedical Signal Processing and Control 62 (9): 1–17. doi:10.1016/j.bspc.2020.102074
3.Song, Y., and Y. Luximon. 2021. “The Face of Trust: The Effect of Robot Face Ratio on Consumer Preference.” Computers in Human Behavior 116 (3): 1–9. doi:10.1016/j.chb.2020.106620.
4.Chiang, A.H., S. Trimi, and Y.J. Lo. 2022. “Emotion and Service Quality of Anthropomorphic Robots.” Technological Forecasting and Social Change 177 (2): 1–11. doi:10.1016/j.techfore.2022.121550.
5.Cao, Y., R.W. Proctor, Y. Ding, V.G. Duffy, Y. Zhang, and X. Zhang. 2022. “Is an Anthropomorphic App Icon More Attractive than a Non-Anthropomorphic One? A Case Study Using Multimodal Measurement.” International Journal of Mobile Communication 20 (4): 419–439. 10035579.
6.Roesler, E., D. Manzey, and L. Onnasch. 2021. “A Meta-Analysis on the Effectiveness of Anthropomorphism in Human-Robot Interaction.” Science Robotics 6 (58): 1–10. doi:10.1126/scirobotics.abj5425.
7.Gross, J.J., and R.W. Levenson. 1993. “Emotional Suppression: Physiology, Self-Report, and Expressive Behavior.” Journal of Personality and Social Psychology 64 (6): 970–986. doi:10.1037/0022-3514.64.6.970.
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