日本研究團隊開發可變形機器人 MOFU 以探討其生命感知能力

日本研究團隊發現，一款可變形的毛茸茸機械人可能會使人類感受到更真實的生命特徵。東京電機大學及 SONY 公司聯合開發了一款名為 MOFU（MOrphing Fluffy Unit）的球形移動機械人，旨在研究整體體積的擴張和收縮如何影響人類對機械人“活性”的感知，即機械人看起來有多生動或真實。根據發表於 PLOS ONE 的研究，改變機械人的整體體積可能成為機械人不依賴於面部表情或傳統關節運動來進行溝通和表達的另一種方式。

MOFU 採用了名為 Jitterbug 結構的幾何機制，透過多個部分的協同運動來改變機械人的整體形狀。這款機械人的高度可透過單一馬達驅動的線性機構變化，範圍約為 210 毫米至 280 毫米，隨著擴張和收縮而變化。此外，MOFU 還可透過差速雙輪驅動移動，讓其能夠直線行駛或旋轉。研究人員故意設計了 MOFU 的柔軟毛茸外觀及抽象球形外型，而非使其類似特定動物。

直接驅動馬達和其他低噪聲元件也減少了機械聲音，而內置電池則讓機械人能夠無需插線運行。該設計部分受到生物體變化整體體積方式的啟發，例如呼吸，或動物展示，例如飛魚膨脹喉囊或孔雀展翅。

機械人運動對活性感知的影響

研究團隊希望瞭解這種動作是否能使人工機械看起來更具生命感。MOFU 的擴張和收縮自然會在其垂直軸周圍產生一些旋轉。為了隔離每種運動的影響，研究人員使用其輪子來抵消旋轉，僅創造擴張和收縮的運動。他們還製作了僅進行旋轉的動作作為比較。隨後，該團隊進行了三個在線視頻實驗，參與者人數為 498 名，排除不完整或無效的回應。參與者觀看了 20 秒的 MOFU 視頻，並使用日本版 Godspeed 問卷系列的活性子量表中的六個項目對機械人的活性進行評估，每個項目以五分制評分。

在第一次實驗中，擴張收縮和旋轉運動均提高了參與者的活性感知，相比於缺乏這些動作的情況。研究人員發現擴張收縮和僅旋轉的情況之間沒有明顯差異。

第二次實驗檢查了使用兩個機械人是否會改變效果。結果顯示，在一個和兩個擴張收縮的 MOFU 之間，活性感知沒有明顯差異。然而，在兩機械人的測試中，涉及運動的情況通常獲得比完全靜止的機械人更高的活性評分。第三次實驗則將 MOFU 的擴張、收縮和旋轉與運動結合。參與者評價移動的機械人比僅僅移動的機械人更具活性。然而，研究人員提醒這一實驗的參與者人數少於原定計劃，需在足夠樣本量下重複進行。

未來研究方向與應用

研究結果顯示，改變機械人的整體體積可能會影響人類對其生命感的感知。研究人員表示，未來的實驗應直接比較擴張收縮與其他形式的機械運動，並探討改變運動的速度、振幅和時機如何影響感知。此外，當前研究存在一些侷限性。由於參與者在線觀看視頻，研究人員並未檢查 MOFU 的柔軟度、聲音或物理存在感如何影響人類的反應。因此，未來的面對面研究可以探索整體運動是否影響人類對活性的感知，還有如舒適感、溫暖感、詭異感以及接近的意願等感受。

這些能力最終可能對設計用於與人類密切互動的機械人，如醫療和社會福利環境中靜音、表達豐富且空間高效的機械人具有重要價值。

MOFU 機械人對生命感知的啟示

MOFU 的設計展示了如何透過改變機械人的整體體積來提升人類對其生命感的感知。這一研究不僅探討了機械運動對活性感知的影響，還提供了未來設計人機互動機械人的新思路。隨著科技的進步，這些機械人可能在醫療和社會福利等領域發揮更大作用，為人類提供更自然的互動體驗。研究的侷限性亦指出了未來更深入的實驗需求，特別是在物理存在感等因素對感知的影響方面。