關於人機互動的有趣實驗-人類是否期待與機器人互動呢？
試著想像在與社會機器人互動的過程中，如果和你互動的機器人是被研究人員遠距操控的機器人時，你會感受到比較不盡興嗎？以及你會認為自己是在與機器人本身進行互動，還是與背後控制及操控機器人的人員在進行互動呢?
在社會機器人相關研究當中，有部分學者想要探討的議題便是，當人們和被遠距進行操控的機器人進行互動的時候，究竟會覺得自己是在和機器人本身或者是在和操控機器人的人員進行互動呢?人們認知到自己在與哪個角色進行互動是重要的，因為人們在與不同的角色進行互動時的態度與行為可能有所不同，互動過程亦有可能會影響到人們本身的情緒感受。
因此，我們可以試著想像人們是否期待可以和自動化機器人進行互動；而當人們發現其並不是與自動化機器人進行互動的時候，真的會感到很失望嗎？實務上，也有其他研究結果指出，人們通常並不會注意到在電腦系統背後的人員，而在什麼情況中人們會意識到電腦系統背後是有人員進行操控呢?大部分發生在遇到問題或電腦系統故障的時候，這是因為人們想要抱怨及反應問題，因此在此時才會想到工程師。此外，當人們在玩電腦遊戲的時候，如果是採用遠距操控模式的話，人們會覺得樂趣比較少，所以玩遊戲時間相對也會比較短。
而在實驗中使用遠距操控的技術控制機器人與人們進行互動的測試方法，我們將其稱之為綠野仙蹤測試法(Wizard of Oz, WOZ)，此測試方法的名稱取自於童話「綠野仙蹤」，在該故事中，桃樂絲一行人最後發現其所相信具有強大法力的魔法師奧茲，事實上僅是一個躲在布幕與假人後面的平凡人，利用魔法師與假人的意象當作介面與其他人進行互動。此測試方法經常備運用在人機互動議題的研究中，研究者扮演的是魔法師的角色，通常會躲藏在受試者看不到的地方，但研究者可以看到受試者與機器人互動之狀況，利用電腦與軟體模擬機器人會給予受試者的反應，提供即時回饋與回覆，讓受試者認為自己是與真正的機器人進行互動，以便瞭解受試者與機器人互動的真實情況。綠野仙蹤測試法的優點在於研究團隊可以不用真正完成或是實際建置想要進行測試的系統，就能夠瞭解受試者在與系統進行互動的真實反應。
此測試方法在進行社會機器人的研究也經常被使用，由於人們真實進行互動的反應十分複雜，若要建置能夠即時且能夠有效辨識人們的話語或是非語言溝通行為的機器人系統，可以想見將需要耗費大量的經費、時間與人力等資源，而若採用綠野仙蹤測試法則可以快速以及節省資源完成相關測試。
在大阪大學石黑浩(Hiroshi Ishiguro)教授帶領的研究團隊針對前述議題所進行之實驗研究，整個實驗系統包含人形機器人Robovie、動作捕捉系統、機器人控制軟體等三大部分。人形機器人Robovie主要開發用來與人們進行身體的非語言互動，根據發展心理學的研究成果，當機人等物體擁有肢體語言等非語言溝通能力的話，較會被認為是具有生命的東西。機器人會根據人類靠近他的動作給予回應，倘若人們沒有靠近機器人的話，機器人也會主動靠近人類的方向。其中，動作捕捉系統主要是用來捕捉人們與機器人在頭上、手臂上及身體上的定位，並可以用來啟動機器人控制軟體；而機器人控制軟體則可以控制機器人要進入接受狀態(recipient state)、空轉狀態(idling state)、代理人狀態(agent state)等三種狀態中的哪一種狀況與人們進行互動。接受狀態指的是當有人碰觸機器人時，機器人會給予回應；空轉狀態則是在等待有人觸摸機器人時，在這個階段，機器人除了會維持眼神的接觸之外，也會保持距離和方向；而代理人狀態則是在機器人進行空轉狀態超過5秒之後，就會進入這個狀態，並且試圖去碰觸受試者的手。如果受試者有回應機器人的碰觸，那麼機器人就會從代理人狀態變為接受狀態。
而在實驗進行過程中，參與者會被研究團隊告知要和透過程式或是真人操控的機器人進行互動。互動過程中會被打斷，然後請參與者填寫問卷，接著研究團隊會再度詢問說要不要繼續和機器人進行互動。實驗參與者為77位大學生（50位男生、27位女生），實驗環境設定在一個7.5公尺x 10公尺的房間進行，但由於動作捕捉系統的系統限制，所以實驗參與者和機器人只能在2平方公尺的範圍內進行互動。
實驗情境分成是與遠距操控或是自動化機器人進行互動，第一個情境為參與者會被告知將與自動化的機器人進行互動，機器人會自動去考量夥伴的位置、方向、碰觸的部位等等；第二個情境為參與者會被告知機器人是被一個控制者使用鍵盤進行控制，參與者將與遠距操控的機器人進行互動，但實際上兩組受試者都是與自動化操控的機器人進行互動。
實驗的流程總共可分為四個階段，第一階段為實驗說明，將請實驗參與者根據其被指派的實驗情境為與遠距操控或是自動化機器人互動，觀看不同的說明影片，影片內容主要說明與指是實驗參與者可以如何與機器人進行互動，包括像是靠近機器人、遠離機器人、觸摸機器人以及對機器人進行觀察等。第二階段則是第一次互動與評估，在此階段，實驗參與者可以跟機器人互動約3分鐘的時間，結束之後便會請參與者填寫問卷，以評估與機器人互動的狀況。接下來的第三階段則是提供與機器人額外互動的機會，實驗者會告訴參與者，由於研究團隊在準備接下來的實驗時有些許耽誤，參與者必須要等待50分鐘才可以進入到下一個實驗。接著，實驗者便會邀請參與者可以利用這個空檔和機器人進行互動，參與者他們可以自由選擇和機器人互動，而在互動過程中如果實驗參與者覺得無聊的話，可以隨時停止與機器人玩；但如果參與者和機器人互動超過20分鐘，則會由實驗者直接停止參與者與機器人進行互動。最後則為第四階段-實驗釋疑，實驗者會向參與者告知與說明進行此實驗背後的想法，並且也會告訴參與者其實機器人都是被自動控制的。
而在本實驗中針對人們對於機器人的印象進行評估所使用的測量工具為7點李克特量表，評估項目分別為自主性(autonomy)、智慧程度(intelligence)、樂趣程度(enjoyment)、額外互動的時間(Time of additional interaction)，此量表會在實驗流程的第二階段提供給參與者進行填寫。而在第三階段與機器人的額外互動機會，參與者與機器人進行多長時間的互動，此時間或許可以反應出參與者的樂趣程度。其中，互動歸因(attribution of interaction)為填寫一個7點量表，請參與者填寫認為與自己進行互動的對象是機器人本身，還是在背後進行操控的人員，1分代表是機器人本身，7分代表是機器人背後的人員。
本實驗想要探討人們對於機器人是否有操控者存在的先備知識，會影響其對機器人形成不同的印象嗎？研究結果顯示在兩個實驗情境之下，有所不同的只有「智慧」此評估項目，其他都沒有顯著差異。參與者若感知到如果他們所互動的機器人是被人操控的，那麼該機器人在智慧此評估項目的分數較低。由於在時間和樂趣兩個評估項目皆都沒有呈現出顯著差異，因此不論是否預先知道機器人背後是不是有人操控，都不減損人們和機器人互動的樂趣。此外，在互動歸因此項目的分析結果也沒有顯著差異，亦即人們主觀上認為在和背後的人互動或是機器人本身互動並沒有受到真實情況的影響。
參與者會受到是否有操控者這個先備知識影響其與機器人互動的樂趣程度，由此實驗結果顯示先備知識並不會影響樂趣程度。但是有許多研究認為如果與人們互動的機器人是遠距操控的，那人們與機器人互動的樂趣程度應該會比較低，此部分或許是可以再進一步進行研究與探討之議題。
而參與者對於互動歸因的認知不同，是一個重要的指標。根據不同的歸因可以分成機器人歸因及人類歸因兩組，機器人歸因指的是大部分的人感知到自己在和機器人本身互動（29位在遠距操控情境，25位在自動化情境）；人類歸因則是人們感知自己在和機器人背後的人員進行互動（13位在遠距操控情境，10位在自動化情境）。
利用前述實驗資料進行雙因子變數分析(two-way ANOVA)之後，由分析結果可以得知在自主性(autonomy)評估項目中，只有歸因因素有顯著，亦即如果人們認為自己在和機器人背後的人類互動的話（人類歸因），那麼自主性的印象分數就會較低。而在智慧(intelligence)評估項目中，假若是人類歸因，那麼遠距操控實驗情境組的智慧分數會比自動組還低。樂趣(Enjoyment)評估項目中，如果是人類歸因，那麼自動化實驗情境組比遠距操控情境組的樂趣分數還高；如果是機器人歸因，那麼遠距操控情境組比自動化實驗情境組的樂趣分數來到要高。最後，在額外互動時間(Time of additional interaction)此評估項目中，發現如果是人類歸因，那麼自動化實驗情境組比遠距操控情境組的額外互動時間還高；如果是機器人歸因，則遠距操控情境組的額外互動時間比自動化實驗情境組的額外互動時間還要高。
總而言之，如果人們認為自己是在和機器人本身互動的話，亦即對於互動歸因的認知為機器人歸因，那麼就比較少會受到不同實驗情境的影響；但如果認為機器人是自動化的，而且使用者認為自己在和機器人背後的人員互動的話，人們便會花更多的時間和機器人進行互動。
平均而言，多數參與者認為自己在和機器人本身互動，因此人們即使感覺機器人不是那麼地聰明，也不減人們與機器人互動的樂趣。如果人們覺得是在跟機器人背後的人員進行互動的話，遠距互動情境下的人們與機器人互動的時間較少，自動化實驗情境下與機器人互動的時間則比較多。
研究結果發現，不論是否有人在背後操控機器人，三分之二的受試者認為自己是在和機器人本身互動，而參與者與機器人互動的樂趣不會因為機器人被程式操控，或是被人操控而有不同的喜悅感，但是對於機器人智慧程度的印象會有所差異。另一方面，大約有三分之一的受試者，認為自己在和機器人背後的人互動，這群人如果被告知和自動化的機器人互動的話，他們能獲得比較多的愉悅感。由於此實驗僅針對機器人的肢體語言與人們的互動進行測試，未來亦可針對機器人與人們的口語溝通進行實驗，比較研究分析結果是否有所差異。
人們與機器人互動時的心理狀態
當機器人出現在你的生活週遭時，你是否有想像過自己是否會想要跟機器人互動，以及自己會如何與機器人互動呢？事實上，在現實生活中確實有一群人會猶豫要不要和社會機器人互動；亦有一些人雖然對於機器人有好奇心，但是當機器人靠近的時候，又會表現得很猶豫，而減少或是拒絕與機器人進行互動。為什麼有些人在選擇是否與機器人進行互動時會有猶豫的感覺，而有些人卻沒有呢？
研究發現，當機器人作為娛樂用途、廣告宣傳或是提供人們潛在有用的資訊時，人們對於是否與機器人互動比較少會出現猶豫不決的情況，這是因為機器人做為提供前述資訊的媒介時，人們並不需要立即與機器人進行互動或是對於機器人提供的資訊提供即時反饋。但是如果當機器人的角色變成資訊提供者或是銷售人員時，這時候人們必須和機器人進行溝通互動，人們才能夠獲取其想得到的資訊或是買到想要的商品，亦即人們與機器人互動變成需要即時反應時，便可能會帶給人們壓力，因而導致人們猶豫是否要與機器人進行互動。在其他研究領域中，亦有觀察到人們對於新型資通訊科技技術的看法，往往呈現高度兩極化，並存在猶豫或是較為負面的態度。由於社會機器人目前亦算是一個新穎的資通訊科技產物，因此也可能會造成人們對其有較為負面的態度或情緒。此外，社會上本來就也有一群人會傾向避免與其他人進行溝通交流，因此可以想見這群人在接觸社會機器人時，極有可能也會避免與社會機器人進行互動。
人們會猶豫是否要和機器人互動，是由於對於機器人抱持著焦慮及負向態度，而學者們在持續研究與探索人們與社會機器人互動背後的心理狀態後，有陸續發展出兩個心理量表，分別是機器人焦慮量表(Robot Anxiety Scale, RAS)以及機器人負面態度量表(Negative Attitudes toward Robots Scale, NARS)。
在電腦科技快速發展的現代社會中，人們在使用電腦時會產生一種焦慮感，稱之為電腦焦慮(computer anxiety)，以此概念作為出發點，日本學者Tatsuya Nomura等人認為如同電腦一樣，機器人同樣是由各種電子零件、感應器等硬體，搭配電腦與軟體形成控制機制而組成，因此與機器人互動也可能會造成人們產生類似於電腦焦慮的感受。焦慮一詞定義為對未來的恐懼和憂慮混合的感覺，沒有具體的恐懼原因，可能是輕微程度的慢性恐懼，或是強烈的壓倒性恐懼，或無法預測未來或解決問題。而為了測量與瞭解人們對於機器人產生的焦慮程度，學者們發展出機器人焦慮量表(Robot Anxiety Scale, RAS)，此量表共包含十一個問題，這些問題可以再細分成三個子量表進行量測，分別是S1：對於機器人溝通能力的焦慮程度(三個問題)；S2：對於與機器人行為特徵的焦慮程度(四個問題)；S3：對於與機器人互動交談時的焦慮程度(四個問題)。每個問題皆是以六點量表進行量測，填答者依照其焦慮程度，從「我完全不感到焦慮」至「我感到非常焦慮」之中選取符合其焦慮程度的選項，而計算量表分數的方式為在各個子量表中的所有問題的得分進行相加。
表1 機器人焦慮量表(Robot Anxiety Scale, RAS)
| 子量表 | 題項 |
|---|---|
| S1：對於機器人溝通能力的焦慮程度 | 機器人是否會在對話中談論無關緊要的事情 |
| 機器人在對話中是否無法彈性地轉換話題 | |
| 機器人是否可能無法理解困難的對話主題 | |
| S2：對於與機器人行為特徵的焦慮程度 | 機器人會做出什麼樣的動作 |
| 機器人接下來要做什麼 | |
| 機器人有多強壯 | |
| 機器人的移動速度有多快 | |
| S3：對於與機器人互動交談時的焦慮程度 | 我應該要如何與機器人進行交談 |
| 當機器人和我說話時，我應該要如何回應 | |
| 機器人是否會理解我在說什麼 | |
| 我是否能夠理解機器人在說什麼 | |
| 子量表 | 題項 |
|---|---|
| S1：與機器人互動的負面態度 | 如果我得到一份必須使用機器人的工作，我會感到不安 |
| 「機器人」這個詞彙對我而言沒有意義 | |
| 在其他人面前操作控制機器人，我會感到緊張 | |
| 我討厭機器人或是人工智慧對於事物所做出的判斷 | |
| 站在機器人面前我會感到非常緊張 | |
| 與機器人進行交談時，我會感到偏執 | |
| S2：對於機器人社會影響力的負面態度 | 如果機器人真的有情感，我會感到不安 |
| 如果機器人開始進入人們的生活，可能會發生一些不好的事情 | |
| 我覺得假如我過分依賴機器人，可能會發生一些不好的事情 | |
| 我擔心機器人會對孩子產生不良的影響 | |
| 我認為未來的社會將由機器人主導 | |
| S3：與機器人進行情感交流的負面態度 | 與機器人交談時，我感覺很輕鬆* |
| 如果機器人有情感，我就能夠與他們交朋友* | |
| 和有情感的機器人在一起，能夠讓我感到安慰* | |