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人形机器人上的具身情感触觉策略映射
Mapping Embodied Affective Touch Strategies on a Humanoid Robot

作者: Qiaoqiao Ren, Omar Eldardeer, Francesca Cocchella 等6人
arXiv: 2605.11825v1
分类: cs.RO
📝 论文摘要
人机交互中的情感触摸不仅受情感意图影响,还受机器人具身性影响,包括触摸位置、物理约束以及感知的主体性或社交角色。现有的人机交互研究通常聚焦于一个或两个孤立的身体部位,限制了对情感触摸如何泛化至完整仿人身体的理解。我们开展了一项研究,32名参与者与配备全身分布式触觉传感器的iCub机器人进行交互。参与者在三种条件下表达八种情绪:自由触摸、仅手臂触摸和仅躯干触摸。结果显示,身体区域和空间约束共同塑造了触摸位置和动态。在自由触摸中,参与者倾向于选择社交可及的上半身区域,而较少被触摸的区域表现出更强的情绪特异性选择性。情绪相关变化在仅手臂触摸的运动特征和仅躯干触摸的压力特征中更为明显。即使在相同粗略身体区域,触摸策略在自由和受限条件下也无法直接迁移。参与者报告在与机器人交互后亲近感增加,约30%的人认为社交关系发生了改变。这些发现共同表明,情感触摸表达高度依赖身体区域,并受具身性约束的塑造。

📊 核心分析

🎯 研究动机
- 现有**人机交互(HRI)** 研究通常只关注机器人一两个孤立身体部位的情感触摸,限制了理解情感触摸如何在整个**类人身体(humanoid body)** 上泛化 - 需要系统探究**身体部位(body region)**、**物理约束(physical constraints)** 和**感知能动性(perceived agency)** 等因素如何共同塑造情感触摸策略
🔧 核心方法
- 招募32名参与者与**iCub机器人(iCub robot)** 互动,该机器人配备**全身分布式触觉传感器(full-body distributed tactile sensors)** - 参与者表达8种情感,在三种条件下进行触摸:**自由触摸(free touch)**、**仅手臂触摸(arm-only touch)** 和**仅躯干触摸(torso-only touch)** - 分析触摸**位置** (location)和**动态特征** (motion dynamics,如运动特征、压力特征)的差异
💡 核心创新
- **首创性**:首次在具有全身触觉感知的人形机器人上系统研究情感触摸策略的**身体区域依赖性与具身约束** (body-region dependence and embodiment constraints) - **发现约束特异性**:不同身体区域(手臂 vs. 躯干)触摸策略的特征维度不同(手臂触摸更多依赖运动特征,躯干触摸更多依赖压力特征),且自由与受限条件下的策略不能直接迁移 - **量化社会关系变化**:约30%参与者报告与机器人的**感知社会关系** (perceived social relationship)发生改变
🏆 总体贡献
- 为**情感触觉交互(affective touch interaction)** 领域提供了**全身级(whole-body)** 的系统化证据,揭示触摸表达强烈依赖于身体区域且受具身约束塑造 - 为设计具有社交感知能力的机器人提供了**设计准则(design guidelines)**,例如需根据交互部位调整触摸策略 - 实验范式和方法可推广至其他类人机器人,促进**触觉交互社区( tactile interaction community)** 的标准化研究