日本研究团队开发可变型机器人 MOFU 以探讨其生命感知能力

日本研究团队发现，一款可变形的毛茸茸机器人可能会使人类感受到更真实的生命特征。东京电机大学及 SONY 公司联合开发了一款名为 MOFU（MOrphing Fluffy Unit）的球形移动机器人，旨在研究整体体积的扩张和收缩如何影响人类对机器人“活性”的感知，即机器人看起来有多生动或真实。根据发表在 PLOS ONE 的研究，改变机器人的整体体积可能成为机器人不依赖于面部表情或传统关节运动来进行沟通和表达的另一方式。

MOFU 采用了一种名为 Jitterbug 结构的几何机制，通过多个部分的协同运动来改变机器人的整体形状。这款机器人的高度可通过单一马达驱动的线性机构变化，范围约为 210 毫米至 280 毫米，随着扩张和收缩而变化。此外，MOFU 还可以通过差速双轮驱动移动，使其能够直线行驶或旋转。研究人员故意设计了 MOFU 的柔软毛茸外观及抽象球形外形，而非使其类似特定动物。

直接驱动马达和其他低噪声元件也减少了机械声音，而内置电池则让机器人能够无需插线运行。该设计部分受到生物体变化整体体积方式的启发，例如呼吸，或动物展示，例如飞鱼膨胀喉囊或孔雀展翅。

机器人运动对活性感知的影响

研究团队希望了解这种动作是否能使人造机器人看起来更具生命感。MOFU 的扩张和收缩自然会在其垂直轴周围产生一些旋转。为了隔离每种运动的影响，研究人员使用其轮子来抵消旋转，仅创造扩张和收缩的运动。他们还制作了仅进行旋转的动作作为比较。随后，该团队进行了三个在线视频实验，参与者人数为 498 名，排除不完整或无效的回应。参与者观看了 20 秒的 MOFU 视频，并使用日本版 Godspeed 问卷系列的活性子量表中的六个项目对机器人的活性进行评估，每个项目以五分制评分。

在第一次实验中，扩张收缩和旋转运动均提高了参与者的活性感知，相比于缺乏这些动作的情况。研究人员发现扩张收缩和仅旋转的情况之间没有明显差异。

第二次实验检查了使用两个机器人是否会影响效果。结果显示，在一个和两个扩张收缩的 MOFU 之间，活性感知没有明显差异。然而，在两机器人的测试中，涉及运动的情况通常获得比完全静止的机器人更高的活性评分。第三次实验则将 MOFU 的扩张、收缩和旋转与运动结合。参与者评价移动的机器人比仅仅移动的机器人更具活性。然而，研究人员提醒这一实验的参与者人数少于原定计划，需在足够样本量下重复进行。

未来研究方向与应用

研究结果显示，改变机器人的整体体积可能会影响人类对其生命感的感知。研究人员表示，未来的实验应直接比较扩张收缩与其他形式的机器人运动，并探讨改变运动的速度、振幅和时机如何影响感知。此外，当前研究存在一些局限性。由于参与者在在线观看视频，研究人员并未检查 MOFU 的柔软度、声音或物理存在感如何影响人类的反应。因此，未来的面对面研究可以探索整体运动是否影响人类对活性的感知，还有如舒适感、温暖感、诡异感以及接近的意愿等感受。

这些能力最终可能对设计用于与人类密切互动的机器人，如医疗和社会福利环境中静音、表达丰富且空间高效的机器人具有重要价值。

MOFU 机器人对生命感知的启示

MOFU 的设计展示了如何通过改变机器人的整体体积来提升人类对其生命感的感知。这一研究不仅探讨了机器人运动对活性感知的影响，还提供了未来设计人机互动机器人的新思路。随着科技的进步，这些机器人在医疗和社会福利等领域可能发挥更大作用，为人类提供更自然的互动体验。研究的局限性亦指出了未来更深入的实验需求，特别是在物理存在感等因素对感知的影响方面。