林镇郁的毕设故事《SASA陪伴机器人触觉交互研究》

2007年3月-2014年2月就读于韩国弘益大学(HongikUniversity)美术学院设计院系产业设计专业获得学士学位

2016年9月至2019年7月于清华大学美术学院工业设计系攻读硕士学位

“SASA是与人触觉交互的宠物机器人,证明机器人通过触觉交互方式与人建立陪伴关系的可行性。

机器人身体上的小针排列触觉刺激交互方式表达机器人的主观感受与交互反馈。”

设计学在本质上是一门综合的学问,在于打破学科壁垒,在于“桥接”技术与社会、科学与人文,在于整合人性知识与物质性知识。林镇郁同学的毕业创作正是践行了这一设计方法论。

认识镇郁是在2016年的秋季研究生入学期间,他意向于选择一位做设计实践较多的导师,后经蔡军老师推荐至我门下。镇郁是韩国留学生,本科毕业于韩国弘益大学工业设计系,之后在韩国从事设计工作5年。硕士在读期间,他的求知欲与专注度都要远远高于中国同学,并表现出非常出色的设计能力与专业素质。经过三年的系统学习与研究实践,镇郁对于创新设计的思维方法与工作方式具有了深入的理解。随着知识结构的完善,他的思想观念也随之再建,并进一步引起了行动的改变。我一贯所主张的“知行合一”,即通过完善知识结构来实现观念的改变,进一步转化为“能动(agent)”,在镇郁的学习过程中得以完美实现。

镇郁的毕业设计选题聚焦于机器人的设计研究,是为他的兴趣所牵引,亦是被他的知识积淀所推动。人工智能时代的来临,“机器的人化”与“人的机器化”是和谐统一于一体的矛盾两极。机器人的本质不在于技术上的可能性与可行性,而在于人与机器人之间的生理与物理、认知与深度学习、情感与算法之间的相对关系。作为客体的机器人,在“主体化”的进程上不断突破我们的社会学与伦理学边界,以至于在不久的未来,我们就应该以“主体间性(inter-subjectvity)”的概念来考察人与机器人的关系了。基于这样的理解,镇郁的毕业作品与探究性研究包括:聚焦于触觉的人机互动关系;身体性行为的语义学分析---搂着、抱着、领着、拍肩膀、点头等等;近体学(proxemics)视角下的人-机器人空间关系测试。镇郁的研究是跨学科的知识整合,是“通过设计做研究(ResearchThroughDesign)”,其过程性的探究与发现要远远大于设计作品的成果呈现。

——工业设计系副教授唐林涛

《SASA-陪伴机器人触觉交互研究》

陪伴机器人SASA

目标

随着科学技术的快速发展,交互方式的逐渐丰富,我的研究目的在于未来让陪伴机器人能与人建立更加和谐、自然、舒适的亲密关系。

目前机器人应用广泛,逐渐走入大众视野,但是对一般人来说,机器人的概念及类型并不清楚。目前,人主观意识对机器人级别的划分可以分为比较活泼开朗的社交性机器人和较低级别的研究内容,所以在本此研究中选择可以与人建立亲密情感关系角色的宠物机器人为研究对象。

创作过程

方案设计之前,为了验证理论及假设,进行了两种测试及比较分析。

第二测试为验证通过复合型触感鼠标技术表达触感信息,用户是否能感受到机器人意图。在现有的触感交互信息表达技术中,由于形态及盲文的限制,没有表达“情感”信息的标准。所以笔者在此次研究中模仿人际交互使用的非语言方式,对触觉工具表达进行测试。复合型触感鼠标的技术目前未公开,笔者选择相似结构进行制作。通过小针的触觉刺激并不能传达明确信息。虽然触觉本身的特点及生理结构差异,其中每个人的成长背景及文化知识不同造成每个人接受的感觉不同。

小针移动快、高、范围小则能传达比较活泼及兴奋的情感,小针移动慢、低、范围大则传达比较否定及无聊的情绪。小针的移动会传达不同情绪。

触觉交互实验过程

此次设计的目标不是为了模仿原有生物的外观,也不是为了传达科技感,只是与用户建立亲密感。在造型上,并不是以模仿现有动物为标准。所以取用动物的脸和身体的最基本元素——脸部包括眼睛和鼻子(或嘴)、身体包括头和身体。为了造型稳定和顺利移动,身体采取比头部更大的软管造型。身体与头部上有孔和小针进行刺激表达。身体上的孔分部在两个地方,通过接触机器人的不同部分引导机器人作出不同反应。模型内部结构都是我自己建模,然后3d打印,自己拼装。为了能表达简单情绪,我给sasa加了两个可以旋转的部分,然后为了证明近体学理论,安装了跟踪器。内部结构完善,为了感知人,放了人体静电感应传感器,舵机等。

3d打印模块拼装之前

喷漆之前拼装

喷漆过程

小针排列方式安装

内部拼装结构

结构原理

成果

用小针方式进行触感反馈及表达要求具有更客观的依据。现有研究内容中触感的情感表达部分欠缺研究,应按照语义学及社会学角度需要找出依据。

需要证明简洁的脸部造型是否能让所有用户接受并建立亲密关系。我的设计在宠物机器人的脸部应用较少的生物造型元素。一些用户对造型理解不足,感觉缺少生命感,所以需要研究能传达生命感的造型。

THE END
1.宠物机器人之人工智能体在当今快节奏的生活中,每个人都渴望拥有一个始终如一的伙伴,能够提供陪伴、带来欢笑,并成为吸引人眼球的独特存在。我们精心打造的宠物机器人——“小可爱”,正是为满足这种需求而生。它集可爱的外观设计、高智能AI大模型、以及成熟的语言风格和丰富的动作神态于一体,旨在为用户提供前所未有的互动体验和陪伴感受。 http://www.pcvr.com.cn/html/solutions/robots5.html
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