智能時(shí)代的新玩伴：兒童與機(jī)器人的互動(dòng)特征及其對(duì)兒童發(fā)展的影響*

鄧士昌 林子涵 陸昱謙 李象千

(1 上海對(duì)外經(jīng)貿(mào)大學(xué)工商管理學(xué)院, 上海 201620) (2 上海七印信息科技有限公司, 上海 200080)(3 上海體育大學(xué)心理學(xué)院, 上海 200438)

1 引言

隨著人工智能(Artificial Intelligence, AI)和機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展, 其對(duì)人類生活的影響日益深入。無論是實(shí)體還是虛擬的, 各種機(jī)器人都被賦予了先前難以想象的功能, 如自然語言交流、面孔和行為識(shí)別、社會(huì)和情感互動(dòng)等。更值得注意的是, 它們?nèi)栽谝詣?chuàng)新且高速的方式蓬勃發(fā)展著。當(dāng)前的生活環(huán)境是如此智能化, 即便對(duì)年齡最小的孩子來說, 這些技術(shù)也在深刻影響著他們學(xué)習(xí)、生活和玩耍的方式。今天的兒童將會(huì)成長(zhǎng)為從小就浸潤(rùn)在智能科技中的一代人, 他們與機(jī)器人的關(guān)系將會(huì)與前幾代人有著根本不同(Pashevich,2022)。于是這引發(fā)了一個(gè)重要問題：孩子們與機(jī)器人的交互模式是否和成年人一樣呢？答案顯然是否定的：兒童的身心發(fā)展尚未成熟, 他們?cè)谂c機(jī)器人產(chǎn)品交互時(shí)表現(xiàn)出了獨(dú)特的心理屬性和認(rèn)知特點(diǎn)(Langer et al., 2023)。因此, 專門研究?jī)和c機(jī)器人產(chǎn)品的互動(dòng)特征顯得尤為必要。

近年來, 越來越多的人機(jī)交互研究者開始關(guān)注兒童這一特殊的用戶群體, 涌現(xiàn)了許多有關(guān)兒童與機(jī)器人互動(dòng)(CRI, Child-Robots Interaction)的研究成果。本文旨在提供一個(gè)敘述性的總結(jié)框架,提出可以按照兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)、兒童與機(jī)器人的互動(dòng), 以及這種互動(dòng)對(duì)兒童發(fā)展的影響三個(gè)過程對(duì)CRI 領(lǐng)域的研究成果進(jìn)行梳理。本文提出的過程模型符合機(jī)器人社會(huì)性存在理論(Robot Social Presence, Chen, Liu et al., 2023)。首先, 兒童需要觀察和探索機(jī)器人, 建立對(duì)機(jī)器人的初步印象, 并由此產(chǎn)生對(duì)機(jī)器人的理解和態(tài)度。然后,兒童會(huì)和機(jī)器人展開交往、合作、教導(dǎo)等行為互動(dòng), 并與機(jī)器人發(fā)生親昵、互助和依戀等情感交流,從而與機(jī)器人建立關(guān)系、發(fā)展信任。最后, 兒童與機(jī)器人的互動(dòng)會(huì)塑造他們的認(rèn)知、學(xué)習(xí)和社會(huì)性發(fā)展, 最終影響兒童的成長(zhǎng)和同伴關(guān)系的建立。

按照Onnasch 和Roesler (2021)提倡的分類法,人機(jī)交互研究需要考慮人類特征、機(jī)器人特征和交互時(shí)的場(chǎng)景特征。本文將遵循這一建議, 在上述過程模型中考察兒童的特征(如年齡、性別、家庭和教育、文化背景等)、機(jī)器人的特性(如外觀、擬人化程度、自主性程度等)以及兩者交互時(shí)的場(chǎng)景特征(如監(jiān)護(hù)人和同伴的存在、教育或娛樂用途等)在CRI 中的作用。這種分析將有助于理解兒童與機(jī)器人的互動(dòng)過程和特征, 以及這種互動(dòng)對(duì)兒童發(fā)展的影響。同時(shí), 這也將有助于為如何優(yōu)化面向兒童的機(jī)器人產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造提供更有針對(duì)性的建議, 以更好地滿足不同兒童的需求, 并幫助他們?cè)谂c機(jī)器人的互動(dòng)中實(shí)現(xiàn)更佳的學(xué)習(xí)和發(fā)展。

2 兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)

描述兒童與新奇事物互動(dòng)的數(shù)字游戲框架(Digital Play Framework, Bird & Edwards, 2015)和兒童參與行為框架(Children’s Engagement Behaviour Framework, Rennie & Howitt, 2020)都提出認(rèn)識(shí)行為(Epistemic Behavior)是兒童初遇新事物的起點(diǎn),即兒童首先要了解“這個(gè)東西是什么？” 結(jié)合這一框架, 本文將兒童對(duì)機(jī)器人這一新物件的認(rèn)識(shí)分為三個(gè)過程, 即觀察、探索和理解。觀察是指兒童通過感官對(duì)機(jī)器人的形態(tài)、顏色、動(dòng)作等外部特征進(jìn)行感知, 以此建立對(duì)機(jī)器人的初步的印象。探索是指兒童結(jié)合自身興趣和需求, 通過指導(dǎo)和操作, 開始了解機(jī)器人的工作原理、用途和行為模式等。相較于觀察階段, 探索階段主要涉及摸索和實(shí)踐的過程, 這個(gè)過程不僅包含了外部指導(dǎo), 同時(shí)也受到兒童的內(nèi)在動(dòng)機(jī)和主動(dòng)性的影響。最后, 理解階段可以被視為一個(gè)更深層次、更內(nèi)化的過程。在這個(gè)階段, 兒童通過整合在前兩個(gè)階段收集的信息和經(jīng)驗(yàn), 形成對(duì)機(jī)器人的深入理解和全面認(rèn)識(shí)。例如, 兒童能夠預(yù)測(cè)機(jī)器人在特定情境下的行為, 或者兒童已經(jīng)理解到機(jī)器人是如何完成任務(wù)的, 以及機(jī)器人的能力和局限在哪里?？偟膩碚f, 這種觀察、探索和理解的過程不僅是兒童認(rèn)識(shí)機(jī)器人的基礎(chǔ), 也是兒童與機(jī)器人開展進(jìn)一步互動(dòng)的前提。

上述兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)過程可以在社會(huì)認(rèn)知理論中找到依據(jù), 該理論認(rèn)為, 人們通過觀察和互動(dòng)來建立對(duì)周邊事物的認(rèn)知和理解(Gelman,2009)。兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)過程就是通過觀察機(jī)器人的外形和行為, 并探索機(jī)器人的特點(diǎn)和功能,從而逐漸形成對(duì)機(jī)器人的理解和態(tài)度。在這一過程中, 兒童不僅僅是被動(dòng)地接受與機(jī)器人有關(guān)的知識(shí), 而是積極主動(dòng)地建構(gòu)與機(jī)器人有關(guān)的概念(Charisi, Malinverni, et al., 2020)。因此, 研究?jī)和瘜?duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)過程, 是更好地了解兒童與機(jī)器人互動(dòng)本質(zhì)的第一步。

2.1 兒童對(duì)機(jī)器人的觀察

兒童通常對(duì)新奇事物充滿好奇心, 而機(jī)器人作為一種新興科技, 往往能引起他們的興趣。van Straten 等(2020)提出的兒童與機(jī)器人互動(dòng)的S-O-R 框架認(rèn)為, 機(jī)器人在外觀上的視覺特征是孩子們?cè)谡J(rèn)識(shí)機(jī)器人過程中首先感知到的信息,因此往往給予兒童深刻的第一印象。機(jī)器人的視覺特征包含很多要素, 最先被兒童關(guān)注到的是擬人化特征(Tung, 2016)。擬人化特征指機(jī)器人與人類的相似程度。研究發(fā)現(xiàn), 7～14 歲兒童對(duì)小型人型機(jī)器人NAO 的感知會(huì)隨著機(jī)器人擬人化程度的變化而顯著波動(dòng), 適當(dāng)?shù)臄M人化特征能夠提高兒童對(duì)機(jī)器人的接受程度(Barco et al., 2020)。但是, 相對(duì)于年幼的孩子, 9 歲以上的兒童表現(xiàn)出了“恐怖谷”效應(yīng)(Uncanny Valley), 認(rèn)為過于類人的機(jī)器人會(huì)讓他們感到毛骨悚然(Brink et al.,2019)?？梢? 對(duì)于年長(zhǎng)兒童而言, 機(jī)器人的擬人化也不可太過逼真。除擬人化特征外, 兒童還會(huì)注意到機(jī)器人的顏色、形狀和性別等整體外觀。對(duì)7 歲兒童的研究結(jié)果表明, 孩子們更喜歡具有邊緣圓潤(rùn)光滑、身體緊湊敦實(shí)的機(jī)器人的外觀,同時(shí)兒童首選的機(jī)器人主色調(diào)是藍(lán)色, 可能是因?yàn)檫@是一種與積極情緒狀態(tài)、信任和穩(wěn)定性相關(guān)的顏色(Oros et al., 2014)。并且, 不同年齡的孩子表現(xiàn)出了對(duì)機(jī)器人的性別偏好差異：3～8 歲的兒童在與擁有性別特征的機(jī)器人NAO 的互動(dòng)中遵循性別隔離：他們更喜歡與同性機(jī)器人互動(dòng); 而年齡較大的兒童(9～12 歲)對(duì)機(jī)器人性別的偏好差異則不顯著(Sandygulova & O’Hare, 2018)。

作為一種新穎的認(rèn)知對(duì)象, 機(jī)器人并不是不聲不響地任由兒童擺弄, 它們會(huì)傳遞社交線索。對(duì)人形機(jī)器人Robi 和可愛雛雞形機(jī)器人Keepon進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明, 在第一次相遇和短期互動(dòng)期間, 機(jī)器人最初的行為會(huì)影響兒童對(duì)其的看法(Haring et al., 2016)。研究發(fā)現(xiàn), 機(jī)器人所展示的面部表情、語言音色和行為動(dòng)作等社交線索極大地影響了機(jī)器人的社交能力和兒童對(duì)其的偏好(Tung, 2016)。首先, 在兒童對(duì)機(jī)器人的感知中,機(jī)器人對(duì)兒童進(jìn)行面部表情反饋會(huì)使兒童表達(dá)出更加積極的探索熱情, 并且使得兒童在與機(jī)器人的交互中體會(huì)到更多的樂趣(Cameron et al.,2018)。對(duì)9～14 歲兒童的研究發(fā)現(xiàn), 當(dāng)類人機(jī)器人Furhat 展示快樂表情時(shí), 兒童更容易認(rèn)為機(jī)器人是可信、喜歡和有能力的; 而當(dāng)機(jī)器人展示憤怒表情時(shí), 兒童則更容易認(rèn)為機(jī)器人是不可信、不喜歡和沒有能力的(Calvo-Barajas et al., 2020)。其次, 相較于使用面部互動(dòng)的機(jī)器人, 兒童更喜歡與其進(jìn)行身體互動(dòng)的機(jī)器人。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)5～6 歲的兒童而言, 與實(shí)體類人機(jī)器人NAO 的肢體和語言接觸會(huì)改善他們的情緒, 并增進(jìn)其對(duì)機(jī)器人的態(tài)度(Conti et al., 2019)。對(duì)7 歲兒童進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 外向型社交機(jī)器人Pepper 使用的積極語言表達(dá)和輕快短促、聲調(diào)更高的音色, 會(huì)引起兒童更多的關(guān)注和喜愛(Jewell et al., 2019)。最后, 機(jī)器人的行為線索也會(huì)影響兒童對(duì)其的友好程度。例如, 在互動(dòng)過程中, 人形機(jī)器人Alpha 能通過眼球運(yùn)動(dòng)(眼部燈的閃爍和色溫變化)和身體動(dòng)作吸引兒童(Dou et al., 2022)。

總結(jié)來看, 在兒童對(duì)機(jī)器人的觀察中, 機(jī)器人的視覺特征會(huì)給兒童留下深刻的第一印象, 兒童更喜歡擬人化的機(jī)器人, 但對(duì)年長(zhǎng)兒童來說,過度擬人化也會(huì)帶來“恐怖谷”效應(yīng)。同時(shí), 機(jī)器人表現(xiàn)出的面部表情、語言音色和行為動(dòng)作等社交線索能夠影響吸引兒童的注意, 使得兒童對(duì)其產(chǎn)生興趣和好感。

2.2 兒童對(duì)機(jī)器人的探索

在兒童觀察了機(jī)器人的視覺特征和社交線索,并建立了對(duì)機(jī)器人的初步的印象后, 他們就會(huì)展開對(duì)機(jī)器人的進(jìn)一步探索, 通過對(duì)機(jī)器人的摸索和實(shí)踐來了解其功能和行為模式。首先, 這種探索通常從簡(jiǎn)單易行的任務(wù)開始。在研究中, 4～6 歲的兒童被引導(dǎo)與遙控社交機(jī)器人Tega 進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)話, 如講故事; 兒童發(fā)現(xiàn)如果機(jī)器人的故事水平與他們的語言能力相匹配, 他們就更容易與機(jī)器人建立關(guān)系, 而且更愿意模仿機(jī)器人的詞匯和短語(Kory-Westlund & Breazeal, 2019a)。類似地,關(guān)于8～13 歲兒童與社交機(jī)器人Miko 之間初次互動(dòng)的研究發(fā)現(xiàn), 一些相對(duì)容易、互動(dòng)性強(qiáng)的“開箱”任務(wù)(例如問答環(huán)節(jié)、賽跑或球類游戲等)可以幫助兒童更好地理解機(jī)器人的功能和特點(diǎn), 并提高他們對(duì)機(jī)器人技術(shù)的認(rèn)知和接受度(Lee et al.,2022)。在此過程中, 兒童在探索機(jī)器人時(shí)更喜歡基于自己的需求和興趣, 而不是按照固定的時(shí)間表或任務(wù)流程進(jìn)行。對(duì)6～11 歲兒童的研究發(fā)現(xiàn),相對(duì)于桌面社交機(jī)器人Haru 的“介入”, 兒童更喜歡在與機(jī)器人協(xié)作解決的任務(wù)中自主選擇是否需要機(jī)器人的幫助(Charisi, Gomez, et al., 2020)?？梢?這種自愿互動(dòng)方式可以更好地激發(fā)兒童的興趣和主動(dòng)性, 從而提高他們對(duì)機(jī)器人的探索欲望。

上述探索過程會(huì)受到外界情境的影響。其中,最重要的情景因素是成年人的引導(dǎo), 因?yàn)閷?duì)兒童,尤其是低齡兒童而言, 他們對(duì)機(jī)器人的初次探索幾乎都是在成年人的陪伴下進(jìn)行的。研究發(fā)現(xiàn),成年人對(duì)機(jī)器人的介紹在很大程度上影響了兒童對(duì)其的探索行為：如果讓成年人在機(jī)械臂式機(jī)器人與5～16 歲的兒童互動(dòng)之前, 首先對(duì)機(jī)器人采取積極的介紹, 那么在經(jīng)過成年人的積極介紹后, 兒童對(duì)機(jī)器人的幫助行為會(huì)顯著增加。該研究采用“光環(huán)效應(yīng)”來解釋這種現(xiàn)象, 認(rèn)為給兒童設(shè)置一種期望會(huì)讓他們對(duì)與機(jī)器人互動(dòng)時(shí)保有積極的體驗(yàn)和期待(Beran, Ramirez-Serrano, Kuzyk, Nugent et al., 2011)。并且, 3～7 歲的兒童在聽取了成年人把社交機(jī)器人Tega 介紹為一種社交伙伴(而不是類人機(jī)械)的描述后, 他們會(huì)更頻繁地注視機(jī)器人的臉部和眼睛, 而且會(huì)對(duì)機(jī)器人更加健談(Kory-Westlund et al., 2016)。研究也發(fā)現(xiàn)在兒童和機(jī)器人初次接觸時(shí), 他們的交互模式受到媒體中出現(xiàn)的機(jī)器人形象和家長(zhǎng)對(duì)機(jī)器人的描繪的影響：如果外界對(duì)機(jī)器人的描繪是積極的, 則這種對(duì)愉快互動(dòng)期待會(huì)延續(xù)到兒童與機(jī)器人的實(shí)際交往中,反之, 兒童就會(huì)在互動(dòng)開始時(shí)對(duì)機(jī)器人持謹(jǐn)慎態(tài)度(Brunick et al., 2016)。在調(diào)查兒童與Amazon Alexa,Google Home, Cozmo 等一系列商業(yè)社交機(jī)器人互動(dòng)后, 研究發(fā)現(xiàn)3～10 歲的兒童需要機(jī)器人給予理解性的反饋, 這樣機(jī)器人才會(huì)對(duì)兒童保持吸引力;而主持人和父母在幫助兒童重新進(jìn)行措辭或提煉他們的問題時(shí)起到了關(guān)鍵作用, 使得兒童與機(jī)器人交流更加積極和順利(Druga et al., 2017)。

總的來說, 在兒童對(duì)機(jī)器人的探索過程中,他們會(huì)通過與機(jī)器人進(jìn)行簡(jiǎn)單的互動(dòng)來了解其功能, 隨后在自主的探索中進(jìn)一步了解機(jī)器人的用途, 最后在成人的引導(dǎo)下, 他們會(huì)開始摸索機(jī)器人的行為, 從而深化對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)。因此, 為兒童提供適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)和探索方式, 并通過積極引導(dǎo)營(yíng)造良好的交互氛圍, 是促進(jìn)兒童對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生良性認(rèn)識(shí)的重要途徑。

2.3 兒童對(duì)機(jī)器人的理解

在觀察和探索后, 兒童會(huì)逐漸形成對(duì)機(jī)器人的理解, 產(chǎn)生“機(jī)器人是什么？”的認(rèn)識(shí)。總的來說,兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)是模糊且態(tài)度友好的。研究發(fā)現(xiàn), 兒童在3 歲時(shí)就對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生了強(qiáng)烈的擬人化傾向：年幼的孩子通常不會(huì)將機(jī)器人視為運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序的機(jī)電設(shè)備, 而是將它們視為一種生命系統(tǒng), 或者至少會(huì)保持機(jī)器人具有栩栩如生的特征的錯(cuò)覺(Belpaeme et al., 2013)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), 在稍年長(zhǎng)一些的兒童(7～10 歲)對(duì)機(jī)器人的認(rèn)知中, 機(jī)器人被認(rèn)為既不是有生命的也不是無生命的, 它們是兒童自身可能會(huì)與之形成社會(huì)關(guān)系的實(shí)體(van Straten et al., 2020)。關(guān)于5～7 歲兒童對(duì)機(jī)器人(相對(duì)于人類)的自由選擇歸因研究發(fā)現(xiàn), 在道德中性的場(chǎng)景中, 兒童給予機(jī)器人和人類相似程度的自由選擇歸因, 相對(duì)地成年人更傾向于將自由選擇歸因給人類(Flanagan et al., 2021)。這些發(fā)現(xiàn)揭示了兒童對(duì)機(jī)器人的理解是不清晰的,并且對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)在不同的年齡和認(rèn)知發(fā)展階段會(huì)有所不同。

為什么兒童會(huì)對(duì)機(jī)器人持這種理解？元分析認(rèn)為兒童在不同年齡階段的認(rèn)知能力差異顯著,因此年齡是影響兒童對(duì)機(jī)器人理解的首要因素(Stower et al., 2021)。皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段理論指出, 兒童的認(rèn)知發(fā)展過程可以分為感知運(yùn)動(dòng)階段、前運(yùn)算階段、具體運(yùn)算階段和形式運(yùn)算階段,在不同發(fā)展階段中兒童的認(rèn)知和行為有著質(zhì)的不同(蔣柯, 李其維, 2020)。感知運(yùn)動(dòng)階段和前運(yùn)算階段的兒童尚未獲得守恒性、群體結(jié)構(gòu)思維等認(rèn)知技能, 因此更加年幼的兒童普遍持有“萬物有靈論” (Animism), 他們會(huì)傾向于賦予無生命物體以生命和意識(shí)(Beran, Ramirez-Serrano, Kuzyk,Fior et al., 2011)。許多研究表明, 年幼的兒童很難區(qū)分機(jī)器人是否具有生命, 而年長(zhǎng)的兒童則有較為清晰的認(rèn)知, 并且這種認(rèn)知在觀察機(jī)器人運(yùn)行和與機(jī)器人互動(dòng)的過程中是逐漸加強(qiáng)的(Cameron et al., 2017; Okanda et al., 2021)。反映到兒童對(duì)機(jī)器人的理解中就會(huì)發(fā)現(xiàn), 處于感知運(yùn)動(dòng)階段和前運(yùn)算階段的兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)知是不充分的, 這會(huì)導(dǎo)致更年幼的兒童會(huì)更加接受機(jī)器人, 更加愿意與機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng), 并將其視為社會(huì)伙伴(Burdett et al., 2022)。

隨著年齡的增長(zhǎng), 兒童的認(rèn)知發(fā)展進(jìn)入了具體運(yùn)算階段和形式運(yùn)算階段。在這兩個(gè)階段, 兒童對(duì)機(jī)器人理解開始呈現(xiàn)更復(fù)雜的特征, 他們不再將機(jī)器人簡(jiǎn)單地看作具有生命的實(shí)體, 而是開始理解機(jī)器人的工作原理和功能; 他們也開始認(rèn)識(shí)到機(jī)器人的智能并非自然而生, 而是由人類設(shè)計(jì)和編程賦予的(Jung & Won, 2018)。同時(shí), 年長(zhǎng)兒童的社會(huì)性認(rèn)知也影響了他們與機(jī)器人的互動(dòng)方式, 他們期望機(jī)器人表現(xiàn)出更多的社會(huì)性行為, 如情感反應(yīng), 人性化的溝通方式等(Kahn et al., 2012;Kim et al., 2018)。此外, 這個(gè)階段的兒童開始能夠理解機(jī)器人的道德和倫理問題, 如機(jī)器人的權(quán)利,人類對(duì)機(jī)器人的責(zé)任等(Woo et al., 2021)。

對(duì)年長(zhǎng)兒童而言, 性別差異開始逐漸影響兒童對(duì)機(jī)器人的理解。對(duì)8～14 歲兒童進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究測(cè)量了他們對(duì)不同擬人程度機(jī)器人圖片的感知,發(fā)現(xiàn)兒童對(duì)人形機(jī)器人的認(rèn)知和態(tài)度并沒有明顯的年齡差異, 但是男孩對(duì)機(jī)械化外觀的機(jī)器人興趣明顯高于女孩, 而女孩則更加喜歡高度擬人化的機(jī)器人(Tung, 2011)。類似的測(cè)量研究發(fā)現(xiàn)：隨著年齡成長(zhǎng), 8～11歲兒童對(duì)機(jī)器人的友好性感知出現(xiàn)了性別差異。女孩更喜歡具有可愛或舒緩特征的機(jī)器人, 而男孩更喜歡與戰(zhàn)爭(zhēng)有關(guān)的機(jī)器人(Cheng et al., 2017)。進(jìn)一步的研究認(rèn)為, 這可能是由于女孩在長(zhǎng)期互動(dòng)的友誼情景中對(duì)親密度和聯(lián)盟的評(píng)價(jià)要高于男孩, 因此女孩通常比男孩更加看重機(jī)器人的社會(huì)性(Kory-Westlund et al., 2018)。

綜上所述, 年幼的兒童往往將機(jī)器人視為生命系統(tǒng), 或?qū)⑵滟x予生命和意識(shí), 這與其認(rèn)知能力和認(rèn)知發(fā)展階段有關(guān)。隨著年齡的增長(zhǎng), 兒童對(duì)機(jī)器人的理解逐漸清晰。年長(zhǎng)的兒童更能區(qū)分機(jī)器人與有生命的實(shí)體的差異, 同時(shí)性別也開始影響兒童與機(jī)器人對(duì)機(jī)器人的理解和態(tài)度。

3 兒童與機(jī)器人的互動(dòng)

在兒童接觸并認(rèn)知了新事物后, 他們接下來的行為通常會(huì)是與之互動(dòng)、嘗試探索和玩耍, 深入理解“我能用這個(gè)東西做什么？” (Bird &Edwards, 2015; Rennie & Howitt, 2020) 在人機(jī)交互領(lǐng)域, van Straten 等(2020)以及 Onnasch 和Roesler (2021)的研究框架都認(rèn)為人機(jī)互動(dòng)的過程可以從人們與機(jī)器人的交往和他們對(duì)機(jī)器人的反應(yīng)來描述, 并且, 兒童與新事物的互動(dòng)都可以視為一種游戲過程(Wynberg et al., 2022)。據(jù)此本文推測(cè), 在互動(dòng)階段, 兒童首先會(huì)與機(jī)器人進(jìn)行游戲般的社會(huì)交往, 然后對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生伙伴般的情感和依戀。但值得注意的是, 兒童與機(jī)器人的關(guān)系并非總是融洽的, 兒童對(duì)機(jī)器人也會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面行為(Yamada et al., 2020)。

這一兒童與機(jī)器人的互動(dòng)過程是符合具身認(rèn)知理論的。具身認(rèn)識(shí)是兒童認(rèn)識(shí)世界的重要方式,雖然當(dāng)今人工智能技術(shù)的發(fā)展改變了兒童與傳統(tǒng)物品的交互形態(tài), 但與主要通過符號(hào)系統(tǒng)和抽象思維來認(rèn)識(shí)世界的成年人不同, 兒童在本能上仍然是通過親身經(jīng)歷和感官體驗(yàn)來認(rèn)識(shí)世界的(葉浩生 等, 2020; 陳巍 等, 2021)。當(dāng)前的社交機(jī)器人功能強(qiáng)大, 能較好地?cái)M態(tài)人類行為(張鉞, 2022),因此當(dāng)兒童與機(jī)器人進(jìn)行社會(huì)性交往時(shí), 他們往往將這種交往視為與現(xiàn)實(shí)世界中的人或物體的互動(dòng), 從而將機(jī)器人視為具有社會(huì)屬性的實(shí)體; 進(jìn)一步地, 這種互動(dòng)過程使得兒童能夠與機(jī)器人建立聯(lián)系, 并在情感和認(rèn)知層面上與之產(chǎn)生交流(Peter et al., 2021)。同時(shí), 兒童試圖通過身體和感官系統(tǒng)來理解和適應(yīng)新技術(shù)的挑戰(zhàn), 在此過程中,兒童可能會(huì)受各種因素影響, 對(duì)機(jī)器人出現(xiàn)負(fù)面行為。接下來, 本文將從上述三個(gè)方面考察兒童與機(jī)器人的互動(dòng)過程。

3.1 兒童與機(jī)器人的社會(huì)交往

如前所述, 兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)知不如成年人清晰, 年幼的兒童甚至無法區(qū)分機(jī)器人是否具有生命特征。但正是由于這種認(rèn)知的模糊性, 兒童并不會(huì)像成年人一樣對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生諸如隱私、安全、人際關(guān)系等方面顧慮, 而是更多地出于單純的好奇或享樂態(tài)度來接近機(jī)器人(Burdett et al.,2022)。由于孩子們對(duì)機(jī)器人的使用和存在持有更加開放的態(tài)度, 并且對(duì)機(jī)器人的接受度也更高,因此機(jī)器人在家庭中可以作為兒童的伴侶, 在游戲場(chǎng)景時(shí)通常也被兒童視為是自己的伙伴(de Jong et al., 2022; Michaelis & Mutlu, 2017)。許多研究發(fā)現(xiàn), 兒童會(huì)在和機(jī)器人的互動(dòng)中與之形成親社會(huì)聯(lián)系。例如, 5 歲的兒童在與機(jī)器人互動(dòng)時(shí)關(guān)心機(jī)器人如何看待他們, 并更加樂于向互動(dòng)性的機(jī)器人 Sota 做出分享行為(Okumura et al.,2023)。對(duì)5～16 歲兒童與臂式人臉機(jī)器人的互動(dòng)研究發(fā)現(xiàn), 兒童會(huì)幫助無法到達(dá)目標(biāo)位置或者需要拾起掉落物品的機(jī)器人, 而且兒童能分辨哪些機(jī)器人需要幫助, 以及如何幫助這些機(jī)器人(Beran,Ramirez-Serrano, Kuzyk, Nugent et al., 2011)。對(duì)3～4 歲兒童幫助小型類人機(jī)器人NAO 的歸因研究發(fā)現(xiàn), 低齡兒童對(duì)機(jī)器人的同情程度取決于機(jī)器人尋求幫助的行為, 而不是機(jī)器人的擬人特征,也即無論兒童認(rèn)為機(jī)器人有無生命, 他們都愿意幫助它們, 這可能與兒童天然的利他主義傾向有關(guān)(Martin, MacIntyre et al., 2020; Martin, Perry et al.,2020)。這種兒童與機(jī)器人形成親社會(huì)聯(lián)系的原因也揭示了設(shè)計(jì)面向兒童的社交機(jī)器人的一個(gè)重要問題：在兒童與機(jī)器人互動(dòng)時(shí), 機(jī)器人行為對(duì)兒童的影響是相當(dāng)顯著的, 兒童如果觀察到機(jī)器人是強(qiáng)親社會(huì)類型的, 那兒童自身也會(huì)表現(xiàn)出更多的親社會(huì)行為(Peter et al., 2021; Tolksdorf et al., 2020)。

進(jìn)一步地, 研究發(fā)現(xiàn)在兒童與機(jī)器人的互動(dòng)中, 兒童會(huì)認(rèn)為機(jī)器人是一個(gè)不錯(cuò)的朋友, 而不是玩具。例如, 與獨(dú)自玩耍相比, 8 歲和12 歲的孩子們更喜歡和社交機(jī)器人iCat 一起玩, 同時(shí), 孩子們與機(jī)器人玩耍時(shí)在非語言行為方面的表現(xiàn)力比單獨(dú)玩耍時(shí)更強(qiáng)(Shahid et al., 2014)。有研究調(diào)查了10～12 歲兒童和父母對(duì)和家用社交機(jī)器人互動(dòng)時(shí)的不同偏好, 發(fā)現(xiàn)孩子們除了與機(jī)器人進(jìn)行學(xué)習(xí)和玩耍外, 還對(duì)和機(jī)器人進(jìn)行深度社交更加感興趣; 兒童認(rèn)為機(jī)器人可以傾聽和同情他們,因此更加愿意對(duì)機(jī)器人袒露心聲, 這可能是由于兒童認(rèn)為機(jī)器人能夠提供中立、可信任的關(guān)系(Cagiltay et al., 2020)。研究也發(fā)現(xiàn)在社會(huì)交往中,7～10 歲的兒童很喜歡機(jī)器人NAO 的提問和機(jī)器人有關(guān)自己的喜好和恐懼等私人信息的自我披露,這使得兒童認(rèn)為機(jī)器人擁有認(rèn)識(shí)透視(cognitive perspective-taking)和換位思考的能力和同理心(van Straten et al., 2022a)。但是在此過程中, 增加兒童與機(jī)器人的互動(dòng)頻率和保持機(jī)器人的自主性非常重要。例如, 對(duì)9～12 歲兒童與社交機(jī)器人Furhat的虛擬版本的重復(fù)互動(dòng)對(duì)其態(tài)度的影響研究發(fā)現(xiàn),相對(duì)于首次互動(dòng), 兒童對(duì)虛擬機(jī)器人的能力信任和親密感隨著互動(dòng)次數(shù)的增加而增加(Calvo-Barajas& Castellano, 2022)。同時(shí), 對(duì)7～10 歲的兒童來說,如果讓他們觀察到機(jī)器人NAO 的行為是由遠(yuǎn)程操作員控制的, 則他們對(duì)機(jī)器人的自主性和擬人化感知會(huì)降低, 從而影響了兒童對(duì)機(jī)器人的的信任程度和社交意愿(van Straten et al., 2022b)。

總之, 由于兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)不如成年人充分, 因此他們?cè)敢馀c機(jī)器人進(jìn)行深入的社會(huì)交往, 這使得機(jī)器人可以成為兒童的伙伴。但是, 兒童希望與之做朋友的機(jī)器人是熟悉、擬人且自主的, 所以, 設(shè)計(jì)面向兒童的社交機(jī)器人需要仔細(xì)考慮機(jī)器人的特征和行為。

3.2 兒童對(duì)機(jī)器人的情感和依戀

隨著兒童與機(jī)器人交往的逐漸深入, 兒童有可能會(huì)對(duì)機(jī)器人這位社交伙伴產(chǎn)生更多的、更深層次的情感和依戀。第一, 兒童會(huì)對(duì)機(jī)器人表現(xiàn)出撫摸、擁抱等親昵行為, 就像對(duì)待真實(shí)的寵物或人類一樣。研究發(fā)現(xiàn), 在7～9 歲的兒童與機(jī)器狗AIBO 交互的過程中, 兒童會(huì)對(duì)機(jī)器狗做出親熱的舉動(dòng)例如撫摸、抓撓、親吻和擁抱, 他們認(rèn)為AIBO 可以成為朋友; 而在生物狗作為對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)中, 盡管有兒童認(rèn)為機(jī)器人沒有生物屬性,但很多兒童仍然肯定AIBO 具有精神狀態(tài)和社會(huì)性, 這表明兒童在知曉AIBO 是人工制品的認(rèn)知并沒有阻止他們從社會(huì)性的角度來看待機(jī)器狗(Kahn et al., 2013)。第二, 兒童會(huì)保護(hù)機(jī)器人, 研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)陌生成年人靠近小型人形機(jī)器人Keepon時(shí), 3 歲左右的兒童會(huì)試圖將它藏起來, 表現(xiàn)出對(duì)機(jī)器人的保護(hù)欲(Kozima et al., 2009)。同時(shí), 兒童還會(huì)向機(jī)器人求教, 研究發(fā)現(xiàn)7 歲和12 歲的兒童和機(jī)器人的游戲和互動(dòng)并不是簡(jiǎn)單的玩耍, 孩子們還會(huì)向這位“朋友”學(xué)習(xí)知識(shí)和技能, 這表明兒童對(duì)機(jī)器人有相當(dāng)程度的情感認(rèn)同(Constantinescu et al., 2022)。第三, 兒童會(huì)向機(jī)器人尋求情感交流和慰藉, 表現(xiàn)出對(duì)機(jī)器人的依戀。研究發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)10 歲左右的兒童(樣本的90.2%)表示如果他們獨(dú)自在家時(shí)有機(jī)器狗AIBO 的陪伴會(huì)感覺更好,但是成年人對(duì)此的態(tài)度卻比較冷淡, 這表明兒童對(duì)機(jī)器伴侶有著特殊的情感依戀(Weiss et al.,2009)。同時(shí), 4 歲左右的兒童會(huì)對(duì)機(jī)器人表現(xiàn)出類似于對(duì)待真實(shí)生物的情感反應(yīng), 如親近、信任和依賴, 而且兒童還可能會(huì)與機(jī)器人分享故事和秘密等活動(dòng), 并將機(jī)器人視為自己的密友(Borenstein &Pearson, 2013)。第四, 兒童甚至還會(huì)“嫉妒”機(jī)器人與其他人的交往, 研究發(fā)現(xiàn)在對(duì)機(jī)器人的照顧游戲中, 兒童會(huì)發(fā)展出對(duì)機(jī)器人的依戀; 然而, 當(dāng)兒童意識(shí)到機(jī)器人對(duì)其他孩子也做出與對(duì)自己相同的反應(yīng)時(shí), 兒童會(huì)感到不滿, 因?yàn)樗庾R(shí)了到他們之間的關(guān)系并不是獨(dú)特的(Law et al., 2022)。

在兒童與機(jī)器人發(fā)展情感和依戀關(guān)系時(shí), 他們表現(xiàn)出了文化背景差異。有研究讓荷蘭和巴基斯坦的8～12 歲兒童與社交機(jī)器人iCat 進(jìn)行紙牌游戲, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)巴基斯坦兒童更加熱情, 擁抱和觸摸機(jī)器人的次數(shù)要多于荷蘭的兒童; 同時(shí), 巴基斯坦兒童對(duì)機(jī)器人抱有更高的期望, 并且表示出更多積極的暗示。這其中固然有巴基斯坦兒童平時(shí)與機(jī)器人接觸相對(duì)較少、他們對(duì)于新奇的事物相對(duì)積極的原因有關(guān); 然而, 研究者也認(rèn)為文化因素的影響同樣重要：荷蘭兒童有著明顯的個(gè)人主義傾向, 但是巴基斯坦兒童更加集體主義,他們更在意團(tuán)隊(duì)協(xié)作和群體目標(biāo), 因此他們?cè)诩w任務(wù)中對(duì)機(jī)器人的友好互動(dòng)更多(Shahid et al.,2014)。此外, 在調(diào)查用于糖尿病自我管理的社交機(jī)器人時(shí)發(fā)現(xiàn), 與8～11 歲的荷蘭兒童相比, 10～14歲意大利兒童對(duì)待機(jī)器人持有更加開放的態(tài)度,他們與機(jī)器人互動(dòng)的文本中包含更多情感表達(dá)和更有表現(xiàn)力的詞匯, 在身體行為上也更加接近和更頻繁地觸摸機(jī)器人; 由于兩組兒童年齡接近,因此研究者認(rèn)為這可能是由于意大利文化更鼓勵(lì)在社交時(shí)表現(xiàn)外向和熱情(Neerincx et al., 2016)?？梢? 兒童對(duì)機(jī)器人的情感互動(dòng)受到了他們所成長(zhǎng)的文化環(huán)境的塑造。

綜上, 由于兒童對(duì)機(jī)器人持模糊認(rèn)知和開放態(tài)度, 兒童會(huì)在與機(jī)器人互動(dòng)時(shí)對(duì)它們表現(xiàn)出親昵行為、保護(hù)欲望、求教傾向乃至情感交流和依戀。這一過程不僅受到兒童的年齡、機(jī)器人的特征和互動(dòng)環(huán)境的影響, 兒童自身所處的文化環(huán)境也是值得考慮的重要因素。

3.3 兒童對(duì)機(jī)器人的負(fù)面行為

值得注意的是, 兒童對(duì)待機(jī)器人并不總是如同對(duì)待親密朋友一般, 研究證據(jù)表明, 兒童在與機(jī)器人互動(dòng)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一些對(duì)機(jī)器人的負(fù)面行為。有研究在日本大阪的一個(gè)商場(chǎng)布置了傳感器,發(fā)現(xiàn)在父母不在身邊且周圍行人較少時(shí), 5～9 歲的兒童會(huì)更長(zhǎng)時(shí)間地待在人形機(jī)器人周圍。如果此時(shí)有更多的兒童在場(chǎng)時(shí), 他們就更容易對(duì)機(jī)器人進(jìn)行虐待(abuse), 例如阻礙機(jī)器人的移動(dòng), 甚至辱罵、打擊、踢和/或推倒機(jī)器人。即使機(jī)器人要求他們停止這種不良行為, 他們通常也會(huì)忽略這個(gè)請(qǐng)求, 直到他們感到無聊或者他們的父母制止了他們(Br??i? et al., 2015)。對(duì)5～9 歲兒童對(duì)該類人形機(jī)器人施加虐待的歸因研究發(fā)現(xiàn), 大多數(shù)兒童參與虐待是因?yàn)樗麄兒闷鏅C(jī)器人對(duì)此行為的反應(yīng), 他們其實(shí)并沒有傷害機(jī)器人的意圖; 但是,也有部分兒童在認(rèn)為機(jī)器人是一個(gè)類人實(shí)體的情況下, 仍會(huì)對(duì)機(jī)器人采取虐待。這可能是由于這些兒童缺乏同理心, 他們認(rèn)為機(jī)器人能夠感知他們的虐待行為, 但他們享受虐待機(jī)器人的過程,正如有些孩子會(huì)虐待小動(dòng)物一樣(Nomura et al.,2016)。進(jìn)一步的研究也發(fā)現(xiàn)其他在場(chǎng)的兒童可能是目標(biāo)兒童對(duì)機(jī)器人采取虐待的事先刺激因素,并且當(dāng)其他兒童參與該行為時(shí), 目標(biāo)兒童對(duì)機(jī)器人的虐待會(huì)重復(fù)發(fā)生并逐漸升級(jí)。研究者認(rèn)為類似于對(duì)人類的欺凌, 兒童對(duì)機(jī)器人的虐待行為存在著相互模仿和相互升級(jí), 這可能是由尋求同伴稱贊的欲望引起的(Yamada et al., 2020)。可見, 兒童對(duì)機(jī)器人的負(fù)面行為會(huì)受到兒童的同伴壓力和從眾心理的影響。

研究者認(rèn)為, 在沒有外界干預(yù)的狀態(tài)下, 兒童出現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的負(fù)面行為是“自然”的。因?yàn)閮和?jīng)常與機(jī)器人玩耍, 并尋求安慰和陪伴, 而機(jī)器人往往被設(shè)計(jì)為按照兒童的意愿行事, 沒有自己的“脾氣”, 其結(jié)果就是, 兒童不需要考慮機(jī)器人的社交興趣和需求, 這種情況可能會(huì)導(dǎo)致兒童與機(jī)器人形成主仆關(guān)系。這種關(guān)系可能會(huì)導(dǎo)致不利的兒童與機(jī)器人關(guān)系的發(fā)展結(jié)果, 例如兒童可能會(huì)對(duì)機(jī)器人施加暴力或虐待, 甚至兒童可能會(huì)將機(jī)器人視為自己的奴隸, 并期望它們無條件地服從自己的命令。長(zhǎng)此以往, 這種兒童與機(jī)器人的主仆關(guān)系可能會(huì)阻礙兒童與其他人類和動(dòng)物建立健康的社交關(guān)系, 并導(dǎo)致孤獨(dú)和隔離, 而且兒童可能會(huì)過度依賴機(jī)器人, 并失去與現(xiàn)實(shí)世界互動(dòng)的能力(Kahn et al., 2013)。因此, 要干預(yù)兒童對(duì)機(jī)器人的負(fù)面行為, 一方面可以讓機(jī)器人“反抗”,使得兒童意識(shí)到機(jī)器人并不是被動(dòng)地服從自己,它們也有自己的意愿。有研究開發(fā)了一個(gè)統(tǒng)計(jì)模型來預(yù)測(cè)兒童虐待類人機(jī)器人的可能性, 并使機(jī)器人在虐待發(fā)生之前逃脫; 場(chǎng)地實(shí)證證明了這一策略可以有效降低兒童對(duì)機(jī)器人虐待事件的發(fā)生率(Br??i? et al., 2015)。另一方面, 家長(zhǎng)和其他成年人應(yīng)該及時(shí)制止兒童對(duì)機(jī)器人的負(fù)面行為, 使得兒童意識(shí)到辱罵和推搡機(jī)器人并不是值得稱贊的行為(Sanoubari et al., 2021)。

總體來看, 由于兒童尚未發(fā)展出成熟的認(rèn)知模式和判斷能力, 他們有可能會(huì)將順從的機(jī)器人視作為自己的仆人。在同伴之間存在相互模仿時(shí),兒童很容易被周邊環(huán)境卷入, 從而采取不良的方式來對(duì)待機(jī)器人。這時(shí)候, 就需要讓機(jī)器人被設(shè)計(jì)得會(huì)回應(yīng)兒童的負(fù)面行為, 同時(shí)家長(zhǎng)也要及時(shí)干預(yù), 使得兒童對(duì)機(jī)器人能夠保持友善。

4 與機(jī)器人互動(dòng)對(duì)兒童發(fā)展的影響

與周圍環(huán)境的互動(dòng)是兒童成長(zhǎng)過程中的關(guān)鍵影響因素, 機(jī)器人作為一種新興技術(shù), 已經(jīng)融入兒童的成長(zhǎng)環(huán)境之中, 并成為了兒童學(xué)習(xí)和生活中的一個(gè)重要組成部分(毛憶晨 等, 2022)。如前所述, 兒童常常會(huì)把人類特征賦予各種物體, 在這種情況下, 社交機(jī)器人在兒童生活中充當(dāng)著類似于想象中的伙伴和擬人化物體的角色。然而,與傳統(tǒng)的玩具或玩偶相比, 機(jī)器人能夠更好地模擬伙伴這一角色, 更充分地與兒童“互動(dòng)”。研究表明, 兒童會(huì)將機(jī)器人當(dāng)作學(xué)識(shí)淵博且信息豐富的對(duì)話者和信息提供者, 并且兒童傾向于向具有敏感反應(yīng)能力的機(jī)器人進(jìn)行學(xué)習(xí), 而且機(jī)器人還會(huì)根據(jù)兒童的行為和反應(yīng)作出調(diào)整(Breazeal et al.,2016)?？梢? 通過提供豐富的互動(dòng)和反饋, 機(jī)器人的各種表現(xiàn)會(huì)影響到兒童的發(fā)展。接下來, 本文將考察與機(jī)器人互動(dòng)對(duì)兒童的認(rèn)知、學(xué)習(xí)能力和社會(huì)性發(fā)展的影響。

上述三個(gè)方面的影響是一體三面的。認(rèn)知發(fā)展理論指出兒童通過與環(huán)境的互動(dòng)不斷調(diào)整和建立對(duì)世界的認(rèn)知, 這個(gè)過程影響著他們的學(xué)習(xí)能力的發(fā)展; 而社會(huì)文化理論則強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)是一個(gè)社會(huì)性的過程, 通過與他人的互動(dòng)和反饋, 兒童能夠習(xí)得更高的心理功能(王光榮, 2014)。如前段所述, 機(jī)器人能夠?yàn)閮和峁┯腥さ?、充滿反饋的社會(huì)性互動(dòng)。在與機(jī)器人的互動(dòng)過程中, 兒童能夠模擬現(xiàn)實(shí)世界的場(chǎng)景, 鍛煉問題解決和決策能力。同時(shí), 機(jī)器人可以通過適時(shí)的反饋和引導(dǎo),幫助兒童更好地探索世界、學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技能。此外, 機(jī)器人還可以模擬人際互動(dòng), 讓兒童在相對(duì)安全的環(huán)境中練習(xí)溝通、協(xié)作和解決問題的能力, 從而發(fā)展與人際關(guān)系相關(guān)的能力。因此在與機(jī)器人的互動(dòng)過程中, 兒童能夠更好地在認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)能力和社會(huì)性發(fā)展方面取得進(jìn)步, 這種發(fā)展過程是相互促進(jìn)、相互依賴的, 顯示了兒童發(fā)展的內(nèi)在邏輯。

4.1 對(duì)兒童認(rèn)知和元認(rèn)知發(fā)展的影響

如前所述, 機(jī)器人作為一種有趣且高度交互的新奇事物, 可以提高兒童探索它們的興趣和參與度, 從而有助于提高兒童加工、儲(chǔ)存和提取信息的能力, 也即促進(jìn)兒童的認(rèn)知發(fā)展(Kálózi-Szabó et al., 2022)。首先, 機(jī)器人可以用有趣和吸引人的方式來呈現(xiàn)信息, 這有助于提高兒童的注意力。有研究設(shè)計(jì)了 5 個(gè)任務(wù)模塊, 并觀察了6～12 歲兒童與機(jī)器人NAO 在這些任務(wù)中的交互持續(xù)時(shí)間, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)孩子對(duì)機(jī)器人表現(xiàn)出了積極的參與度, 并且他們?cè)谕瓿傻诙恋谒哪K任務(wù)中的時(shí)間顯著減少, 這表明兒童的注意力有所改善(Ismail et al., 2021)。其次, 機(jī)器人可以耐心地反復(fù)提供學(xué)習(xí)材料, 以增強(qiáng)兒童的記憶力。研究表明, 機(jī)器人可以多次重復(fù)特定的詞語或概念, 幫助小學(xué)和初中的孩子將這些信息編碼到他們的長(zhǎng)期記憶中; 由于機(jī)器人可以在任何時(shí)間提供這些信息, 所以它們也可以幫助孩子們?cè)诤线m的時(shí)候進(jìn)行復(fù)習(xí), 從而進(jìn)一步加強(qiáng)兒童的記憶能力(Chu et al., 2022)。最后, 機(jī)器人可以提供一種創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境, 讓孩子們?cè)谔剿骱蛧L試過程中提高問題解決能力。通過與社交機(jī)器人共同完成一項(xiàng)任務(wù), 兒童們需要思考、規(guī)劃并執(zhí)行方案; 這種學(xué)習(xí)方式可以提高孩子們的邏輯思維水平, 同時(shí)也能夠提高了他們處理信息、解決問題的能力(Anwar et al., 2019; Neumann, 2020)。

除了促進(jìn)兒童的認(rèn)知能力, 機(jī)器人也能提升兒童對(duì)自己思維過程的認(rèn)識(shí)和調(diào)節(jié)能力, 也即促進(jìn)兒童的元認(rèn)知發(fā)展。有研究開發(fā)了一個(gè)名為KindSAR 的社交機(jī)器人項(xiàng)目用于輔助幼兒園的幾何教學(xué), 該機(jī)器人可以監(jiān)測(cè)和記錄兒童在游戲任務(wù)中的表現(xiàn), 并向教育工作者和兒童提供詳細(xì)反饋。孩子們首先與機(jī)器人共同完成任務(wù), 并且要在一周后向尚未完成任務(wù)的孩子解釋這項(xiàng)任務(wù)的目標(biāo)以及自己是如何完成的。量表測(cè)量結(jié)果表明,KindSAR 的反饋可以幫助兒童了解自己的表現(xiàn),從而提高他們?cè)谠J(rèn)知知識(shí)、元認(rèn)知調(diào)節(jié)以及情緒和動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)上的測(cè)驗(yàn)成績(jī)(Keren & Fridin,2014)。相關(guān)的回顧性研究也表明機(jī)器人可以通過提供具體和以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境來促進(jìn)元認(rèn)知發(fā)展, 在與機(jī)器人的活動(dòng)中, 兒童需要使用元認(rèn)知策略來規(guī)劃、監(jiān)控和評(píng)估他們的學(xué)習(xí)過程,以便成功地引導(dǎo)機(jī)器人完成任務(wù), 由此, 兒童的自我監(jiān)控和評(píng)估等元認(rèn)知技能得到了發(fā)展(?zkan& Toz, 2022)。

上述兒童認(rèn)知與元認(rèn)知能力的提升是在與機(jī)器人交互的關(guān)系構(gòu)建中形成的。兒童往往會(huì)學(xué)習(xí)和模仿機(jī)器人的行為(Itakura et al., 2008), 兒童在執(zhí)行任務(wù)之前與機(jī)器人接觸的次數(shù)越多, 他們就越有可能重復(fù)機(jī)器人的動(dòng)作(Sommer et al.,2021)。并且兒童的模仿不會(huì)區(qū)分機(jī)器人的行為是否能達(dá)到目的, 即使兒童知道有更有效的策略來達(dá)成目的, 他們?nèi)栽敢獠扇∨c因果無關(guān)的行動(dòng)(Schleihauf et al., 2021)。因此與表達(dá)成長(zhǎng)心態(tài)的同伴式機(jī)器人互動(dòng)可以對(duì)兒童的認(rèn)知模式產(chǎn)生積極影響, 機(jī)器人可以通過展示積極的心態(tài)和行為來激發(fā)兒童的探索興趣和動(dòng)力, 并幫助他們形成更積極、更有信心的思維模式; 同時(shí), 機(jī)器人還可以提供個(gè)性化的反饋和支持, 幫助兒童克服挑戰(zhàn)并取得成功, 從而進(jìn)一步鞏固他們的成長(zhǎng)和發(fā)展心態(tài)(Park et al., 2017)。此外, 機(jī)器人還可以提供一種安全而無壓力的互動(dòng)環(huán)境, 使兒童能夠在沒有任何風(fēng)險(xiǎn)的情況下嘗試新事物, 這種無壓力的環(huán)境有助于兒童保持積極性和好奇心, 并且有助于他們更快地發(fā)展各種認(rèn)知技能(Ali et al., 2019)。

綜上, 由于機(jī)器人能提供一種有趣、積極、寬松且充滿反饋的互動(dòng)情景, 這使得兒童愿意深入和長(zhǎng)時(shí)間地專注于探索機(jī)器人, 并與機(jī)器人共同完成任務(wù), 這些與機(jī)器人的互動(dòng)可以有效促進(jìn)兒童認(rèn)知和元認(rèn)知的發(fā)展。

4.2 對(duì)兒童學(xué)習(xí)能力發(fā)展的影響

對(duì)兒童而言, 學(xué)習(xí)是他們成長(zhǎng)中的重要內(nèi)容。兒童的學(xué)習(xí)能力是指他們掌握基本的知識(shí)和學(xué)習(xí)技能的能力, 如語言、數(shù)學(xué)和基本概念理解等, 兒童通過各個(gè)學(xué)科的具體學(xué)習(xí)來發(fā)展掌握基本知識(shí)和學(xué)習(xí)技能的能力, 這些學(xué)習(xí)能力反過來又成為了孩子們成功掌握學(xué)科知識(shí)、塑造思維模式的基礎(chǔ)(Sommer et al., 2021)。研究表明, 與機(jī)器人互動(dòng)能夠增強(qiáng)兒童的學(xué)習(xí)能力。首先在語言能力上, 讓5 歲的兒童參與認(rèn)識(shí)和簡(jiǎn)單構(gòu)造機(jī)器人的課程后, 孩子們的識(shí)字能力得到了提高, 并且在與機(jī)器人互動(dòng)時(shí), 孩子們擴(kuò)展了他們的術(shù)語,并使用更復(fù)雜的句子來解釋機(jī)器人的行為或解釋他們自己的想法(McDonald & Howell, 2012)。進(jìn)一步研究也發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的數(shù)字化教學(xué)手段(例如平板電腦)相比, 與小型類人機(jī)器人NAO 互動(dòng)的孩子們更愿意參與講故事的任務(wù), 而且語言學(xué)習(xí)收益會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加(Konijn et al.,2022)。其次在數(shù)學(xué)能力上, 研究證實(shí)了機(jī)器人作為教學(xué)工具對(duì)兒童的有效性, 特別是在數(shù)學(xué)教育方面, 與機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng)可以重新激發(fā)兒童在高需求認(rèn)知任務(wù)中的興趣, 從而提高算術(shù)測(cè)試的成績(jī)(Brown & Howard, 2015)。有研究也設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)器人導(dǎo)師, 在對(duì)7～9 歲兒童的實(shí)驗(yàn)中, 它可以針對(duì)兒童在解決基本加減法問題時(shí)所犯的錯(cuò)誤進(jìn)行反饋, 該機(jī)器人不僅可以自動(dòng)檢測(cè)錯(cuò)誤, 還可以識(shí)別錯(cuò)誤類型并解釋如何避免這些錯(cuò)誤。由于機(jī)器人導(dǎo)師比人類反應(yīng)更敏捷、介入更及時(shí), 因此孩子們的算術(shù)能力得到了有效提升(Hindriks &Liebens, 2019)。最后在綜合學(xué)科能力上, 研究者設(shè)計(jì)了“兒童機(jī)器人劇場(chǎng)”, 讓類人機(jī)器人NAO、Robosapien 等加入傳統(tǒng)的STEM 教學(xué), 參與實(shí)驗(yàn)的兒童為5～11 歲; 在兒童設(shè)計(jì)的劇本故事里, 機(jī)器人按照角色參與表演, 兒童對(duì)于學(xué)習(xí)如何編程和制造機(jī)器人的興趣顯著提高, 并且可以更好地理解新技術(shù)的使用(Barnes et al., 2020)?？梢? 引入與機(jī)器人互動(dòng)的教學(xué)模式為兒童提早接觸新技術(shù)如編程、機(jī)器控制和其他工程概念原理提供了良好的平臺(tái), 從而有利于兒童科學(xué)素養(yǎng)的提高。

在培養(yǎng)兒童學(xué)習(xí)能力的過程中, 機(jī)器人不僅可以作為教師, 也可以作為學(xué)生。有研究利用教學(xué)中的門生效應(yīng)(protege effect), 讓兒童扮演教師向人形機(jī)器人NAO 傳授知識(shí)和技能, 而機(jī)器人作為學(xué)生與兒童進(jìn)行對(duì)話。這種過程需要兒童對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入的解釋, 并且需要他們?cè)诮虒W(xué)過程中不斷調(diào)整自己的表達(dá)方式, 以確保機(jī)器人能夠理解。在向機(jī)器人傳授知識(shí)后, 兒童得到了機(jī)器人的認(rèn)可和反饋, 這種教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可以增強(qiáng)兒童對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深入思考和記憶, 并提高他們的自信心和任務(wù)承諾(Jamet et al., 2018)。相關(guān)理論研究歸納了機(jī)器人在培養(yǎng)兒童學(xué)習(xí)能力上的4 個(gè)途徑：(1)通過編寫程序來控制機(jī)器人的行為, 兒童可以發(fā)展計(jì)算思維和邏輯思維能力, 并在實(shí)踐中學(xué)習(xí)創(chuàng)造性解決問題的能力; (2)通過與機(jī)器人互動(dòng),兒童可以在實(shí)踐中學(xué)習(xí)如何應(yīng)對(duì)不同的情境和挑戰(zhàn), 從而培養(yǎng)創(chuàng)造性解決問題的能力; (3)機(jī)器人可以提供一個(gè)具有挑戰(zhàn)性和激勵(lì)性的環(huán)境, 鼓勵(lì)學(xué)生嘗試新的想法和方法, 并促進(jìn)他們的創(chuàng)造力發(fā)展; (4)機(jī)器人活動(dòng)還可以促進(jìn)學(xué)生的合作和溝通技巧, 這些技能也是創(chuàng)造性問題解決所必需的。在實(shí)踐中, 這些方面共同作用, 為學(xué)生提供了一個(gè)培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力的良好環(huán)境(Gubenko et al., 2021)。

總之, 由于機(jī)器人有著高度的靈活性, 它們不僅能陪伴兒童學(xué)習(xí)、及時(shí)反饋兒童在解決問題中的錯(cuò)誤, 而且還能反過來作為學(xué)生來學(xué)習(xí)兒童對(duì)知識(shí)的教學(xué), 從而促進(jìn)兒童對(duì)知識(shí)的深入理解?？梢? 機(jī)器人作為一種新的教育工具, 為促進(jìn)兒童學(xué)習(xí)能力的發(fā)展提供了多種可能性。

4.3 對(duì)兒童社會(huì)性發(fā)展的影響

兒童的社會(huì)性發(fā)展是指兒童在成長(zhǎng)過程中逐漸學(xué)會(huì)如何與他人建立關(guān)系、相互理解和合作的能力。如前所述, 兒童在與機(jī)器人互動(dòng)過程中會(huì)收獲積極的反饋, 兩者之間會(huì)構(gòu)建不同以往的親密關(guān)系。積極心理學(xué)認(rèn)為, 內(nèi)在層面的積極體驗(yàn)和情緒會(huì)導(dǎo)致行為層面的耐心和寬容(翟賢亮, 葛魯嘉, 2017), 因此兒童與機(jī)器人的良性互動(dòng)有可能會(huì)促進(jìn)他們的社會(huì)性發(fā)展。從現(xiàn)有研究成果來看, 第一, 機(jī)器人朋友可以通過與兒童的游戲性實(shí)踐來促進(jìn)他們的社交意愿和共情能力的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)4 歲左右的兒童與機(jī)器人之間的這種親密聯(lián)系可以促進(jìn)兒童的社交技能和共情能力發(fā)展, 并有助于緩解兒童的孤獨(dú)和焦慮等問題(Borenstein &Pearson, 2013)。相關(guān)研究也指出小型人形機(jī)器人Zeno 可以提供更多的可預(yù)測(cè)性和清晰的友好信號(hào),從而使兒童更容易將機(jī)器人視為朋友, 并在與機(jī)器人互動(dòng)中發(fā)展他們的社交意愿和想象能力(Elder,2017)。第二, 機(jī)器人朋友可以幫助兒童學(xué)習(xí)更多的社交技能, 并促進(jìn)他們與真正的人類朋友建立聯(lián)系和交往。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)6～12 歲的兒童來說, 與家用社交機(jī)器人進(jìn)行社交游戲可以幫助兒童發(fā)展社交技能, 如眼神接觸、面部表情、語言溝通等,而且社交機(jī)器人還能根據(jù)兒童的興趣和水平調(diào)整交互游戲難度, 以保持他們的參與度(Scassellati et al., 2018)。進(jìn)一步研究也發(fā)現(xiàn)由于機(jī)器人腳本不允許兒童加快對(duì)話節(jié)奏, 這將促使小學(xué)兒童在交往中保持節(jié)奏, 學(xué)會(huì)如何耐心地傾聽他人(Smakman et al., 2022)。第三, 機(jī)器人朋友還可以提供情感支持, 幫助兒童更好地理解和應(yīng)對(duì)復(fù)雜的社會(huì)情境。研究發(fā)現(xiàn)機(jī)器人教育課程對(duì)12～16歲兒童的團(tuán)隊(duì)合作、社交技能有顯著的積極影響,社交機(jī)器人可以通過激發(fā)兒童的好奇心來促進(jìn)兒童的學(xué)習(xí)和參與, 可以與兒童進(jìn)行對(duì)話鼓勵(lì)他們表達(dá)自己的想法和感受, 以及與兒童一起玩游戲幫助他們學(xué)習(xí)合作和分享(Kandlhofer & Steinbauer,2016)。這些研究?jī)?nèi)容表明, 與社交機(jī)器人進(jìn)行積極互動(dòng)可以對(duì)兒童的社會(huì)性發(fā)展產(chǎn)生積極影響。

然而不得不指出, 機(jī)器人與兒童之間的關(guān)系更多是一種對(duì)友誼的模擬(Nyholm, 2020), 社交機(jī)器人僅僅是“模仿”人類的社會(huì)情感反應(yīng)和行為,這種基于腳本或特定程序的反饋并不能闡釋出朋友間的真正善意或感情(Matthias, 2015)。這一現(xiàn)實(shí)表明雖然機(jī)器人能夠提供一定程度上的陪伴和互動(dòng), 但它們與真正的朋友之間的關(guān)系仍然存在差距, 因此, 兒童與機(jī)器人之間的情感紐帶就可能會(huì)損害兒童的社會(huì)性發(fā)展(Smakman et al.,2021)。首先, 機(jī)器人的有求必應(yīng)和千依百順可能使得兒童更喜歡與機(jī)器人互動(dòng), 而不是與人類朋友進(jìn)行互動(dòng)(Sharkey, 2016)?，F(xiàn)有研究表明, 由于機(jī)器人會(huì)主動(dòng)反饋兒童的操作指令, 因此在人工智能環(huán)境下成長(zhǎng)起來的兒童在人際關(guān)系處理上遇到的困難會(huì)更少, 所以與機(jī)器人的持續(xù)互動(dòng)就可能會(huì)抑制兒童與他人之間構(gòu)建友誼關(guān)系(Arnd-Caddigan, 2015)。同時(shí), 與人類朋友進(jìn)行互動(dòng)不同,兒童從機(jī)器人身上尋求安慰與陪伴, 但不需要“適應(yīng)”機(jī)器人的社會(huì)性興趣愛好與需求, 這呈現(xiàn)出了一種社交間的不平等的關(guān)系, 因此當(dāng)兒童成長(zhǎng)之后將其帶入到與他人相處的情境之中, 就會(huì)衍生一系列的社交問題(Kahn et al., 2013; Sharkey& Sharkey, 2021)。前述的兒童對(duì)機(jī)器人的負(fù)面行為就是一個(gè)研究例子, 由于機(jī)器人不會(huì)反對(duì)或回應(yīng)虐待行為, 因此可能會(huì)激勵(lì)兒童在它們身上嘗試殘忍的實(shí)驗(yàn), 這會(huì)導(dǎo)致患有惡習(xí)的兒童對(duì)這些負(fù)面行為的脫敏或習(xí)慣(Constantinescu et al., 2022)。

可見, 社交機(jī)器人一方面可以促進(jìn)兒童的社交意愿和共情能力的發(fā)展、幫助兒童學(xué)習(xí)更多的社交技能, 并且提供情感支持以協(xié)助兒童更好地理解和應(yīng)對(duì)復(fù)雜的社交情境, 這些都有助于兒童的社會(huì)性發(fā)展。但是另一方面, 由于機(jī)器人朋友無法像真正的人類朋友一樣為兒童提供適當(dāng)?shù)恼娧院头答? 因此兒童與機(jī)器人之間的社交是不平等的, 這使得機(jī)器人朋友可能會(huì)扭曲兒童的社交觀。

5 總結(jié)和展望

本文將兒童與機(jī)器人的互動(dòng)特征及互動(dòng)結(jié)果整理如圖1。接下來, 本文將回顧兒童與機(jī)器人互動(dòng)這一領(lǐng)域的典型研究方法, 以及當(dāng)前研究成果對(duì)設(shè)計(jì)面向兒童的機(jī)器人產(chǎn)品的啟示。

圖1 兒童與機(jī)器人的互動(dòng)特征及互動(dòng)結(jié)果

5.1 典型研究方法總結(jié)

在兒童和機(jī)器人互動(dòng)這一研究領(lǐng)域, 現(xiàn)有的實(shí)證研究可以分為描述性的和實(shí)驗(yàn)性的兩類。其中描述性的研究往往不會(huì)對(duì)兒童與機(jī)器人的互動(dòng)過程進(jìn)行干預(yù), 研究者主要是通過觀察和訪談的方式來收集數(shù)據(jù)。例如觀察和記錄兒童對(duì)機(jī)器人形象的看法和反應(yīng)(Cheng et al., 2017), 進(jìn)行訪談以了解兒童對(duì)機(jī)器人的相處感受(Kahn et al.,2004), 或者采用觀察和訪談相結(jié)合的方式先觀察兒童對(duì)機(jī)器人的行為, 然后訪談兒童以分析剛才行為的原因(Nomura et al., 2016)。在這類描述性的研究中, 對(duì)互動(dòng)過程進(jìn)行視頻錄制后, 再進(jìn)行編碼評(píng)分等也是常用的方法(Schadenberg et al.,2020)。這些描述性的研究是非實(shí)驗(yàn)性的, 往往缺乏對(duì)變量的控制以及嚴(yán)格的環(huán)境要求, 因此開放式記錄得到的結(jié)果可能會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中其他因素的干擾, 例如家長(zhǎng)和研究人員經(jīng)常出現(xiàn)在這些研究現(xiàn)場(chǎng), 兒童對(duì)機(jī)器人的看法和行為會(huì)受到成年人在場(chǎng)的影響(Beran, Ramirez-Serrano, Kuzyk,Nugent et al., 2011; Michaelis & Mutlu, 2017)

相對(duì)而言, 實(shí)驗(yàn)性的研究更為多見。研究者們更傾向于通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以了解兒童與機(jī)器人互動(dòng)中的心理或行為之間的因果關(guān)系, 為此研究者們會(huì)對(duì)相關(guān)變量進(jìn)行控制、進(jìn)行隨機(jī)分組和實(shí)驗(yàn)組—對(duì)照組比較, 這種以因果為中心的研究設(shè)計(jì)能提供更加系統(tǒng)性和嚴(yán)格的評(píng)估(Jung & Won,2018)。由于兒童與機(jī)器人的互動(dòng)過程相對(duì)復(fù)雜,因此實(shí)驗(yàn)性研究中的研究者們往往采用混合方法來評(píng)估兒童與機(jī)器人的互動(dòng)細(xì)節(jié), 例如Shahid 等(2014)的研究中會(huì)要求兒童使用問卷進(jìn)行自我報(bào)告, 同時(shí)還利用機(jī)器人傳感器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀測(cè)量, 以及對(duì)互動(dòng)過程進(jìn)行錄制以及手動(dòng)注釋等多種形式來了解兒童與機(jī)器人互動(dòng)的過程。Cameron 等(2017)通過開放式問題、訪談和李克特量表評(píng)分等了解兒童對(duì)機(jī)器人的反應(yīng)以及主題分析來對(duì)內(nèi)容進(jìn)行分類整合。但是這些對(duì)數(shù)據(jù)的定量分析不能全面地評(píng)估兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)過程和理解程度, 因此在實(shí)驗(yàn)研究中, 研究者也會(huì)在事后會(huì)對(duì)幼兒進(jìn)行訪談, 以獲得兒童對(duì)機(jī)器人的看法、感受等主觀描述以豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(Haring et al., 2016)?？偟膩砜? 當(dāng)前實(shí)驗(yàn)性的研究多為橫截面設(shè)計(jì), 僅考慮某一時(shí)間點(diǎn)下兒童與機(jī)器人的交互狀況, 對(duì)兒童長(zhǎng)期與機(jī)器人交互的縱向研究仍然較為少見。并且實(shí)驗(yàn)室下進(jìn)行的研究可能受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及研究人員的干預(yù)影響, 因此無法準(zhǔn)確反應(yīng)兒童在日常生活中的行為, 也即生態(tài)效度存疑。

針對(duì)現(xiàn)有存在問題, 研究者們正在努力做出改進(jìn)。例如由于擔(dān)心兒童對(duì)問卷內(nèi)容誤解或產(chǎn)生偏差, Tung (2011)會(huì)對(duì)兒童進(jìn)行詳細(xì)的說明和指導(dǎo), 并且會(huì)在旁監(jiān)督協(xié)助問卷的完成, 問卷中也會(huì)加入適合兒童年齡的語言和表達(dá)方式以確保兒童能夠準(zhǔn)確理解問題。Kory-Westlund 等(2018)建議可以通過4 個(gè)方面來滿足兒童與機(jī)器人之間長(zhǎng)期關(guān)系測(cè)量的需求, 即 (1)旨在測(cè)量?jī)和瘜?duì)機(jī)器人的情感投入程度的容他人于自我任務(wù)(Inclusion of Other in Self Task), 這要求兒童從一組圖片中選擇一個(gè)最能代表他們與機(jī)器人之間關(guān)系的圖片;(2)旨在了解兒童與機(jī)器人之間的互動(dòng)和關(guān)系的社交關(guān)系訪談(Social-Relational Interview), 內(nèi)容包括兒童如何看待機(jī)器人、如何與機(jī)器人交流以及他們是否認(rèn)為機(jī)器人是朋友; (3)旨在了解兒童對(duì)于他們與機(jī)器人之間關(guān)系的理解和表達(dá)能力的敘述性描述(Narrative Description), 其要求兒童講述一個(gè)故事, 其中包含他們與機(jī)器人之間的互動(dòng)和關(guān)系; (4)旨在了解兒童是否愿意向機(jī)器人透露自己的個(gè)人信息和信任程度的自我披露任務(wù)(Self-Disclosure Task), 即讓機(jī)器人請(qǐng)兒童回答“你最喜歡和誰玩？”或“你最喜歡做什么？”等私人問題。這些方法可以幫助研究人員更好地了解年幼兒童與機(jī)器人之間的情感聯(lián)系、信任程度和友誼質(zhì)量等方面的變化, 以及為未來的研究提供比較基準(zhǔn)。Kory-Westlund 和Breazeal (2019b)則指出基于圖片的量表和行為指標(biāo)更容易被兒童所理解, 因此他們提出使用圖片分類任務(wù)(Picture Sorting Task)與社會(huì)接受問卷(Social Acceptance Questionnaire)來評(píng)估兒童對(duì)機(jī)器人的接受度以及相關(guān)的看法。這些方法能夠更好地捕捉兒童在多次接觸機(jī)器人過程中的感知和關(guān)系的變化, 是一種有效評(píng)估兒童與機(jī)器人長(zhǎng)期互動(dòng)的方法。

5.2 設(shè)計(jì)面向兒童的機(jī)器人產(chǎn)品時(shí)應(yīng)注意的要素

今天的兒童是未來人類世界的主人, 所以了解兒童與機(jī)器人的互動(dòng)過程及其特點(diǎn), 是按照正確的方向設(shè)計(jì)機(jī)器人以滿足孩子們對(duì)它的期望和需求的必要前提(Fortunati et al., 2015; 鄧士昌 等,2022)。經(jīng)典研究認(rèn)為產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)可以分為三個(gè)階段, 即在本能層面(Visceral Level)產(chǎn)生對(duì)產(chǎn)品的第一印象, 在行為層面(Behavioral Level)深入了解和使用產(chǎn)品以滿足自身需求, 并在反思層面(Reflective level)思考產(chǎn)品內(nèi)涵并依據(jù)與其相處的經(jīng)驗(yàn)來規(guī)劃未來行動(dòng)(Norman, 2004)。從這三個(gè)層面出發(fā), 本文總結(jié)了設(shè)計(jì)面向兒童的機(jī)器人產(chǎn)品時(shí)應(yīng)注意的要素：

首先在本能層面, 由于兒童通常會(huì)將機(jī)器人視為新奇的事物, 并賦予其生命特征, 并且兒童對(duì)機(jī)器人的第一印象也往往受到機(jī)器人外觀特質(zhì)的影響。因此, 機(jī)器人的外觀設(shè)計(jì)應(yīng)引起兒童的好奇心和親近感, 并處于兒童可接受的擬人化閾值之內(nèi)。從現(xiàn)有研究成果來看, 色彩鮮艷、形狀可愛的外觀, 并且搭配柔軟舒適材質(zhì)的機(jī)器人, 更加能夠吸引兒童的注意力并激發(fā)他們的想象力。

其次在行為層面, 兒童是活躍的參與者, 更愿意與機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng)。與成人主要通過觀察和詢問來了解機(jī)器人不同, 兒童更多是通過與機(jī)器人不斷互動(dòng)來對(duì)其進(jìn)一步了解的(Weiss et al.,2009)。研究表明, 由于兒童的身心都還處于發(fā)展之中, 所以兒童會(huì)傾向于向具有豐富信息內(nèi)容且反應(yīng)敏捷的機(jī)器人進(jìn)行學(xué)習(xí)(Breazeal et al.,2016)。因此, 面向兒童的機(jī)器人的交互設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單明了, 易于理解和操作, 并且快速響應(yīng)和流暢的動(dòng)作可以增強(qiáng)兒童的參與感和樂趣(de Haas et al.,2016)。并且, 機(jī)器人還應(yīng)根據(jù)兒童的需求和能力提供個(gè)性化的互動(dòng)體驗(yàn)(Park et al., 2019), 從而促進(jìn)他們的探索和成長(zhǎng)。

最后在反思層面, 兒童在與機(jī)器人的互動(dòng)中容易產(chǎn)生情感依戀, 并據(jù)此與機(jī)器人產(chǎn)生更深一步的交流。當(dāng)前已有研究注意到了機(jī)器人與兒童之間社會(huì)性關(guān)系的形成, 所以機(jī)器人在與孩子禮貌地交流時(shí), 必須能夠表達(dá)友好態(tài)度, 尊重意見,并保持注意力(Uluer et al., 2021)。因此, 面向兒童的機(jī)器人設(shè)計(jì)應(yīng)注重情感聯(lián)系的建立, 通過展現(xiàn)友善、關(guān)懷的特質(zhì), 使得機(jī)器人成為兒童的伙伴和朋友。同時(shí), 機(jī)器人應(yīng)提供豐富的信息和有趣的學(xué)習(xí)體驗(yàn), 以滿足兒童的好奇心和求知欲(Toh et al., 2016)。這樣的設(shè)計(jì)將激發(fā)兒童的情感參與和回憶, 促進(jìn)他們的成長(zhǎng)和發(fā)展。

綜上所述, 設(shè)計(jì)與兒童交互的機(jī)器人需要考慮兒童在本能、行為和反思層面上的特點(diǎn)。通過吸引人的外觀設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單易用的交互和情感聯(lián)系的建立, 可以為兒童打造出積極、有趣和有益的機(jī)器人體驗(yàn)。這樣的機(jī)器人將成為兒童的陪伴和學(xué)習(xí)伙伴,激發(fā)他們的好奇心、創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)興趣。

5.3 未來研究展望

目前兒童與機(jī)器人互動(dòng)的研究中尚存在一些問題, 未來的研究需要從三個(gè)方面進(jìn)一步探索。第一, 研究設(shè)計(jì)的擴(kuò)展。在研究過程中, 能夠發(fā)現(xiàn)年齡是影響兒童對(duì)機(jī)器人感知的一項(xiàng)重要因素。但在很多研究中, 不同年齡的兒童與機(jī)器人的交互差異是在探究?jī)和瘜?duì)機(jī)器人態(tài)度或偏好的過程中發(fā)現(xiàn)的, 而不是對(duì)參與被試的年齡進(jìn)行嚴(yán)格劃分后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。并且, 當(dāng)前針對(duì)兒童的研究很多都是單次橫斷調(diào)查的結(jié)果, 兒童對(duì)機(jī)器人的認(rèn)知很可能是因?yàn)樾缕娓袑?dǎo)致的, 因此需要進(jìn)行長(zhǎng)期的互動(dòng)研究。但由于兒童的特殊性, 在長(zhǎng)期研究中很難找到足夠多的兒童持續(xù)參與實(shí)驗(yàn)(Kory-Westlund & Breazeal, 2019b)。同時(shí), 當(dāng)前的兒童與機(jī)器人的交互研究所選取的兒童可能只局限在一個(gè)地區(qū), 且多是西方國(guó)家, 這使得兒童與機(jī)器人的交互的跨文化研究相當(dāng)少見。本文建議, 未來應(yīng)當(dāng)針對(duì)兒童個(gè)體特征進(jìn)行更加細(xì)致的研究設(shè)計(jì), 同時(shí)努力嘗試縱向追蹤研究和跨文化比較研究, 以期獲得更加可靠且豐富的研究成果。

第二, 研究方法的改進(jìn)。在研究?jī)和瘜?duì)機(jī)器人的看法與認(rèn)知時(shí), 采用傳統(tǒng)的問卷或訪談方式并不能完全了解兒童的想法。對(duì)于一種問題, 兒童也許有很多原因來解釋, 但受限于自身的邏輯發(fā)展水平, 兒童可能只能完整地表達(dá)出其中的某一方面而非全貌。并且目前很多針對(duì)年幼兒童的評(píng)估方法仍是有限或不準(zhǔn)確的, 很多書面評(píng)估方法(例如李克特量表)對(duì)于兒童來說理解比較困難,年幼兒童可能因?yàn)樽⒁饬Σ患谢驘o法完全理解題目而造成調(diào)查無效(Kory-Westlund & Breazeal,2019b; Nomura et al., 2016)。盡管有研究者提出使用圖片量表和其他行為觀察來解決該類問題, 但是也應(yīng)該考慮到對(duì)兒童展示機(jī)器人照片和展示電影、動(dòng)畫或其他材料得到的結(jié)果可能會(huì)有所有不同。將話題延伸到接觸機(jī)器人實(shí)體后, 得到的感知結(jié)果又會(huì)有所差異(Burdett et al., 2022)。因此,未來有必要制定更有效的、符合兒童認(rèn)知特點(diǎn)的評(píng)估方法來評(píng)估兒童與機(jī)器人的交互中的兒童反應(yīng), 以期得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

第三, 研究?jī)?nèi)容的深入。兒童與機(jī)器人的互動(dòng)并不是孤立的, 這就提醒研究者應(yīng)當(dāng)置身于一種特定的情境中去考察兒童與機(jī)器人的交互的相關(guān)問題, 例如在家庭關(guān)系、同伴關(guān)系中, 兒童可能會(huì)對(duì)機(jī)器人表現(xiàn)出不一樣的反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn),兒童對(duì)機(jī)器人的社會(huì)存在感知受到互動(dòng)環(huán)境的影響, 使用同一機(jī)器人探索不同情境中社會(huì)存在的變化有助于深入了解兒童與機(jī)器人之間的關(guān)系(Chen, Yeh et al., 2023)。同時(shí), 當(dāng)前研究普遍關(guān)注兒童在商場(chǎng)大廳和教室等公共場(chǎng)合中的兒童與機(jī)器人的互動(dòng)模式(Br??i? et al., 2015), 但在無人目擊的私密場(chǎng)合中, 兒童與機(jī)器人又會(huì)呈現(xiàn)怎樣的互動(dòng)模式, 這都是值得考察的問題。進(jìn)一步地, 現(xiàn)有研究多停留在觀察兒童在人機(jī)互動(dòng)過程中表現(xiàn)出的各種行為, 但對(duì)這些行為出現(xiàn)的原因尚缺乏深入的探討。值得注意的是, 伴隨著兒童對(duì)機(jī)器人的行為互動(dòng), 又會(huì)引發(fā)出更多的倫理問題。未來的研究與實(shí)踐應(yīng)該更綜合地考慮兒童和機(jī)器人的特點(diǎn), 更合理地設(shè)計(jì)兒童與機(jī)器人的互動(dòng)模式,為兒童提供更多幫助。