商用服務(wù)機器人的人機分析

1、    商用服務(wù)機器人的人機分析    賈國忠摘 要：如今，在一些商場、銀行會看到商用服務(wù)機器人的身影，隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，商用服務(wù)機器人的市場將會更加寬廣，文章對一款商用服務(wù)機器人從造型、結(jié)構(gòu)尺寸進行人機分析，評估其設(shè)計的合理性，以期為設(shè)計出符合良好用戶體驗的產(chǎn)品提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：商用服務(wù)機器人；人機分析；用戶體驗：tp24 文獻標志碼：a ：2095-2945（2018）03-0018-02abstract： nowadays， commercial service robots will be seen in some shopping

2、malls and banks. with the development of robot technology， the market of commercial service robots will be wider. in this paper， a man-machine analysis is made about a commercial service robot in terms of its modeling， structure and size， and the rationality of its design is thus evaluated， in order

3、 to provide a theoretical basis for designing a product in line with good user experience.keywords： commercial service robot； man-machine analysis； user experience1 商用服務(wù)機器人1.1 商用服務(wù)機器人的特性商用服務(wù)機器人主要運用于商用服務(wù)領(lǐng)域，根據(jù)不同行業(yè)的具體需求，可分為：銀行、餐廳、商場、醫(yī)院的服務(wù)機器人1。隨著我國對于人工智能和機器人領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署，2020年，我國服務(wù)機器人年銷售收入將超過300億元2。1.2 andy簡介

4、andy是廣州今甲智能科技有限公司的最新一款商用服務(wù)機器人產(chǎn)品，于2017年開始陸續(xù)在廣州的不同商店投入使用。硬件結(jié)構(gòu)主要包括交互裝置、行進裝置、感知裝置、執(zhí)行裝置、控制裝置、通訊裝置等。本文的人機分析研究使用的就是該機器人的數(shù)字模型。2 人機分析2.1 sammie簡介sammie是英國拉夫堡大學(xué)開發(fā)的一款計算機輔助設(shè)計軟件，主要用于設(shè)計和評估產(chǎn)品及人類作業(yè)場所的設(shè)計。sammie能夠產(chǎn)生任何簡單的設(shè)備模型和數(shù)字人體模型來表達整個現(xiàn)實中高度復(fù)雜的工作場所。2.2 人體模型構(gòu)建人體模型構(gòu)建統(tǒng)一采用中國成年人人體尺寸gb/t10000-1988和在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用人體尺寸百分位數(shù)的通則gb/t12

5、985-91為標準，選取女性p5、p50和男性p50、p953，建立四個人體模型（f1、f2、m1、m2）來進行分析。將f1、f2、m1、m2對應(yīng)的身高、肩寬、坐肩高、膝高、坐高、手長、臂長、臀膝距等數(shù)據(jù)依次輸入sammie中，分別得到以下四個人體模型。2.3 行為劃分本機器人主要功能為咨詢講解、禮儀迎賓、推廣展示和交流互動，就會存在如下幾種場景：（1）促銷機器人擺放在店鋪門口迎賓，路人經(jīng)過時便可注意到，此種場景下，人的目光會聚焦于機器人頭部。（2）促銷機器人放在銀行、售樓處、商場作為咨詢講解和展示交流，此種場景下，人的目光會聚焦在顯示屏、機器人眼睛呈現(xiàn)的表情，同時會伴隨著手部動作產(chǎn)生，比如操

6、控顯示屏內(nèi)容，觸碰機器人可愛的頭部。因此從上述場景歸納出下面4種機器人-人互動行為。人與人的交際距離分為親密距離（150-440mm）、個人距離、社交距離、公眾距離4，而本機器人在其相應(yīng)應(yīng)用場景下與人保持較多的互動，用戶對機器人會有近距離的觸碰和觀看，因而在模擬場景下可保持人與機器人的距離為150mm-440mm。2.4 可觸及范圍及舒適度分析將促銷服務(wù)機器人模型導(dǎo)入sammie中，使用已創(chuàng)建的人體模型來模擬上述4中場景，在這個過程中主要對可觸及范圍、人體關(guān)節(jié)角度、尺寸的合適性這三個方面來進行人機分析。機器人底盤半徑為300mm，定義人體模型與機器人中心距離300mm時，二者距離為0，調(diào)節(jié)人體

7、模型與機器人的距離在150mm-440mm范圍內(nèi)，根據(jù)相關(guān)修正系數(shù)，對調(diào)節(jié)f1、f2距離水平面為10mm，m1、m2距離水平面為15mm。對這四個人體模型f1、f2、m1、m2的操作分析，如下圖所示：（1）行為1：對比f1、f2、m1、m2的操作過程分析可看出，處于親密距離時，機器人眼睛均處于f1、f2、m1、m2視野范圍內(nèi)，不同的是，自然直立狀態(tài)下，機器人眼睛處于f1視野聚焦中心，卻處于f2、m1、m2的視野邊緣，f2、f3、f4略微彎曲背部或頸部便可聚焦到機器人眼睛，隨著身高增加，f2、m1、m2背部或頸部彎曲的幅度也越大，但都處于正常值，沒出現(xiàn)疲勞狀態(tài)。（2）行為2直立狀態(tài)下f1、f2、

8、m1、m2均較難將視野聚焦到整個顯示屏，顯示屏上方一部分才處于視野范圍內(nèi)；不斷增加人體模型與機器人的距離，視野角度也隨著增大，當從親密距離到個人距離后，視野便可囊括整個顯示屏。（3）行為3f1、f2、m1、m2均可較輕松地觸碰機器人頭部，而對于f1，只可觸碰到機器人頭部下方一部分區(qū)域。（4）行為4當f1、f2、m1、m2的手部與顯示屏保持接觸時，均需要彎曲背部和頸部，f1彎曲幅度最小，f4彎曲幅度最大。f1、f2、m1、m2與屏幕的接觸范圍限于屏幕上方一小部分區(qū)域。試圖增大接觸范圍時，便會出現(xiàn)疲勞狀態(tài)。由此，可得出以下結(jié)論：a.從上述分析可發(fā)現(xiàn)，在親密距離時，本機器人眼睛處于不同身高的男女視野

9、內(nèi)，由于機器人眼睛可產(chǎn)生豐富的表情來吸引互動著，眼睛就需要容易被看到，因而機器人眼睛高度設(shè)計上比較合理。b.顯示屏只有上方一部分區(qū)域處于視野范圍內(nèi)，但值得注意的是，我們不需要整個顯示屏處于視野范圍內(nèi)，因為人與機器人互動時，機器人眼睛產(chǎn)生的表情更能吸引我們的注意力；同時，在顯示屏上方區(qū)域放置界面操控按鈕也是較為合理的。c.現(xiàn)實世界里，我們喜歡用手觸摸和拍打可愛的人或動物頭部；上述分析可看出，人需對背部和頸部彎曲彎曲一定角度才能觸及頭部，這樣就可避免機器人頭部被持續(xù)觸碰而導(dǎo)致?lián)p壞。d.人的手部的觸及范圍不能包括整個顯示屏，只在顯示屏上方一部分小區(qū)域；因為該機器人有語音交互功能，不需要太多點擊操作，把界面主要按鈕放置在按鈕顯示屏上方區(qū)域便可滿足要求。3 結(jié)束語通過人機分析軟件sammie，對商用服務(wù)機器人產(chǎn)品作相應(yīng)的人機尺寸分析，得出合理的人機參數(shù)，為整個產(chǎn)品研發(fā)過程提供了理論依據(jù)，這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品才更加符合用戶使用體驗。參考文獻：1陸蔚華.商業(yè)服務(wù)機器人產(chǎn)品設(shè)計研究d.南京航空航天大學(xué)，2