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我們在商場、餐廳、酒店等地方看到的移動機器人，他們可以和消費者進行簡單的問答互動，但是更復雜一些的手勢和問題就無法實現互動了。本文作者總結了一些機器人交互設計的知識，分享給你，一起來看看吧。

交互的本質即交互對象間通過輸入和輸出的方式進行的信息交換，這里我們專指產品與用戶（人）間的交互。

不同的產品與人的交互方式也不同，手機上的APP應用多是以圖像交互（GUI）為主，現在家庭中的智能音箱主要是以語音交互（VUI）為主。移動機器人交互則既包含了圖像交互、語音交互，同時也包含了手勢交互、環境交互等多種方式。

一、人與人之間的交互

在搞懂移動機器人是怎么交互前，我們先了解下我們人與人、人與環境間是怎么交互的：

人體對外界的接觸渠道（輸入）主要分為：視覺、聽覺、膚覺、嗅覺、味覺、前庭覺、運動覺。下面分別是格里格和津巴多共同撰寫的《心理學與生活》一書中對人類感覺系統的描述以及不同感覺功能的閾限。

圖1：人的感覺通道

圖2：人的感覺閾值

人與人的交往中，在不知不覺中均會通過以上感覺通道輸入對人對事對周邊環境的認識，通過大腦的判斷和決策，然后通過口、肌肉、語音、移動的方式輸出，從而對人對事對環境做出相應的反饋。

下面我們通過實例看看老中醫是如何與倒霉的產品經理進行交互的（【…】表示輸入通道；[…]表示輸出通道）。

老中醫和產品經理的故事：

【視覺】老中醫近距離用他深邃的眼眸打量了一番這個面色凝重的產品經理：產品經理面色泛黃，應堂發黑，恐有大兇之兆。

【嗅覺】老中醫又用他那嗅盡人間百態的鼻子聞了聞這位疲憊的產品經理：身體散發出一股異味，呼出的氣體也帶有某種怪味。

【聽覺】老中醫用緩慢的語氣詢問了這個產品經理幾個問題，這才得知產品經理國慶假期沒有休息，一邊在畫圖，做交互，另一邊還在思考公司CEO該思考的事情。因為一直有人給他灌輸著這么一個思想：他就是公司未來的CEO，是當前最接近CEO的人選。

【口、肌肉】老中醫也是第一次聽說產品經理這么一個職位，原來這么牛掰啊，不由得向面前的這位潛在CEO大老板連勝稱贊，豎起大拇指。

【觸覺】老中醫最后用他把過無數喜脈悲脈的二指禪搭在產品經理的左手脈搏上，閉上眼睛感受著產品經理的脈搏在他二指的指肚上毫無生氣地跳動，滑越。

【肌肉】老中醫面色也開始凝重，和當初產品經理進門時一樣凝重。

【肌肉】在得知產品經理真實年齡后，老中醫深深地嘆了一口氣。

【口、肌肉]】最后給產品經理下了結論：加班過渡、操心過渡、警惕心梗、猝死；然后開了一只大人參再配上當歸、川芎、白芍、元肉、阿膠等補氣補血的藥品一大堆，最后老中醫又不放心加了一劑速效救心丸，以防萬一，老中醫實在是負責。

二、人與機器人的交互

以上內容描述了真實環境下人與人、人與環境之間在不知不覺中通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等通道獲取信息，然后通過口（語音）以及肌肉（移動）等方式輸出反饋的過程。

接下來我們再看看大白機器人是如何與倒霉的產品經理主人進行交互的（【…】表示輸入通道；[…]表示輸出通道）。

產品經理和大白機器人的故事：

1.倒霉催的產品經理帶著老中醫開的藥回到了住處，家中無一人，只看到PM大白機器人傻躺在它角落的“家”中充電。

2.【視覺】大白機器人看到產品經理從他身邊走過，立馬停止充電起來迎接他的主人。

3.【視覺】大白看到主人臉色不好，于是感覺主人身體不好或者在外面是收到了委屈。

4.【語音】于是大白主動賤賤（之所以說是“賤賤”，是因為產品經理給大白起的綽號就是“傻蛋”，還天天諷刺它笨，天天罵它來出氣）的上去安慰：未來的CEO，你回來啦啊，怎么啦在外面受委屈了？被老大罵了？此情此景大白給你來一個應景的音樂吧，來一首“我不做大哥好多年”。

5.【移動】大白覺得自己對主人的安慰還不到位，于是就向主人移去，在主人的腿邊蹭來蹭去的，還發出不知是撒嬌還是嘲笑的叫聲。

6.【聽覺】產品經理聽著大哥的歌，給了大白一巴掌，然后說了一句“滾”，大白這回收到指令，乖乖的回到了自己的家里充電，還有點瑟瑟發抖，表情怪可憐的。

雖然當前機器人還無法做到與真人一樣進行交互，但是方向是明確的，擬人的設計，類比的推導與人相似的輸入和輸出通道：

圖3：機器人的感覺/執行通道

三、軟件界面交互設計

以上內容我們將真實人的交互與機器人的交互進行了類比，考慮到看到此文的肯定很多是互聯網產品經理同仁，大多是設計APP、WEB等應用出身，我們在此取其中一點“功能設計需要考慮的因素”與機器人功能設計進行再一次類比，在設計APP等應用時免不了撰寫大量的業務邏輯以及頁面信息的展示和操作按鈕的交互邏輯。

圖4：頁面設計

軟件產品中可視頁面的邏輯中主要包含：頁面信息的展示、頁面操作按鈕的顯示和操作，產品經理在撰寫功能需求文檔時很難窮盡所有的邏輯，但是可以盡可能去查漏補缺。具體到一個頁面中的信息展示和操作，均會受到各個方面的影響，導致最終呈現在用戶面前不同的頁面效果，從影響距離和范圍的維度來分析，一個功能或信息的展示和操作主要可以通過以下幾個層次來梳理。

1）基本屬性

信息或操作按鈕的基本信息的展示。

信息：類型（圖文、語音、視頻…）；加載刷新方式；分頁規則；字體大小行間距等樣式。

操作：操作前、操作中、操作后的按鈕樣式變化、按鈕文字變化。

2）頁面內

頁面內其他信息或操作的變化導致當前目標項的呈現和操作邏輯。

例如：必填項未填寫，導致【提交】按鈕不可點擊。

3）頁面間

頁面間其他信息或操作的變化導致當前目標項的呈現和操作邏輯。

例如：微信聊天列表頁面，用戶在“聊天詳情”頁面將用戶聊天置頂后，聊天列表頁的展示即發生了變化。

4）用戶間

同一個產品端不同用戶間的操作變化導致當前目標項的呈現和操作邏輯。

例如：微信用戶對一個朋友設置了不可查看朋友圈，這個朋友看到用戶的朋友圈即是一條無情的線。

5）不同產品端

不同產品端（同一個產品線）信息或嘈雜的變化導致當前目標項的呈現和操作邏輯。

例如：京東商家的管理后臺對一個商品進行了下架處理，則用戶在客戶端再去查看這個商品是，就會顯示“已下架”或者壓根已經找不到這個商品了。

6）軟件與硬件

軟件均是基于一種硬件框架下運行的，硬件功能或架構的變化也會導致當前目標項的呈現和操作邏輯。

例如：同一個軟件界面在不同的安卓機型中因為其尺寸或者挖孔屏的不同展示的樣式或操作也會不同；又比如iOS不支持長截圖功能，Android支持，所以在iOS上長截圖的功能即無法實現只能舍去。

四、機器人（硬件）交互設計

單純的軟件應用（非底層操作系統）產品必須基于第三方的硬件進行運行，與硬件周邊所處的物理或其他環境基本很少交互，硬件產品則不同，硬件產品的組成可能涉及到傳感器、軟件、算法、芯片、執行器，與硬件產生交互的方式可能也不僅僅局限于軟件界面上的圖像交互（GUI），還有語音交互（VUI），手勢交互。

具體到硬件產品的一個功能邏輯梳理時考慮的因素也在再局限軟件層面的頁面與頁面間、端到端的關系影響，同時還會考慮硬件周邊的物理環境，與交互對象間的空間關系，以及不同時間段不同交互體驗的考量，下圖簡要描述了機器人產品的一個組成和工作原理。

圖5：機器人產品組成

回到機器人交互上，文章開篇已經提及交互的本質是信息的交互，呈現的方式則為信息的輸入和輸出，根據輸入和輸出通道的不同，交互的方式和組合也不同（見下圖）。

圖6：機器人交互的輸入-輸出

1. 輸入

1）自身狀態

• 硬件狀態：檢查傳感器和執行器的狀態，檢查機器是處于開機、休眠、狀態。
• 軟件狀態：檢查軟件是否開啟是否處于運行狀態，是否處于設置或者工程模式。
• 業務狀態：檢查當前機器（軟件、硬件、算法）是否正在執行相關的業務。

2）外部環境

• 物理環境：檢查機器周邊的物理環境（周邊物體、路面、障礙物…）。
• 網絡環境：檢查機器是否連接網絡。

3）三方數據

合作方提供的數據：檢查合作伙伴提供的數據是否可以正常接收，同時當前數據是否可以觸發相應的交互。

4）歷史數據

歷史輸出數據：根據既定的策略，判斷當前歷史數據是否會影響當前任務的進行或者新任務的觸發。

5）當下操作

• 語音交互：語音指令、語音對話；輸入當前的語音，判斷是否會影響當前任務的進行或者新任務的觸發。
• 手勢交互：空間手勢交互；識別當前手勢，判斷是否會影響當前任務的進行或者新任務的觸發。
• 圖像交互：屏幕上的軟件操作；對機器人本體軟件進行圖像界面交互，判斷是否會影響當前任務的進行或者新任務的觸發。

2 輸出

1）語音輸出

• 在線語音：根據在線語音包（一般接入第三方）做出相應的反饋。
• 離線語音：根據已錄制的離線語音包，和既定的語音回復策略，對當前機器人的狀態進行相應的語音反饋。

2）運動輸出

• 體位移動：通過電機驅動機器人在指定的方向上以一定的速度前行，包括前進、后退、左轉、右轉、變速、勻速、暫停、旋轉等。
• 姿態調整：通過電機驅動機器人調整頭部，手臂，攝像頭等具備一定自由度的身體其他組成部位。

3）燈效輸出

燈效變化：通過改變燈光的顏色、亮度、變換頻率、變換方式、變換圖案（燈組）對當前機器人的狀態進行相應的反饋。

4）圖像輸出

表情狀態：機器人主要通過屏幕表情、狀態顯示等方式以圖像的形式對當前機器人的狀態進行相應的反饋。

5）視覺輸出

• 視覺鎖定：主要對移動的物體或人體、人臉進行鎖定跟蹤時的反饋，對用戶一般無感（或通過語音輸出告知用戶），工程師可以通過其他方式查看。
• 視覺丟失：主要對移動的物體或人體、人臉進行鎖定跟蹤時丟失目標的反饋，對用戶一般無感（或通過語音輸出告知用戶）。

五、總結

機器人認識這個世界并與世界進行交互，主要分為感知、認知、決策、執行、記錄（形成記憶）

• 感知：通過傳感器收集周遭的數據，接觸這個世界
• 認知：通過算法、既定的策略、活動記憶、知識圖譜等方式來解讀接觸到的一切
• 決策：通過認識的結果，選擇既定或學習到的執行方案
• 執行：根據執行方案調動全身的執行器進行方案的執行
• 記錄：對整個過程進行記錄，形成機器人“記憶”，輔助機器人升級（算法、策略、方案….）

圖7：機器人交互邏輯

一個好的機器人交互方案需要考慮的因素實在是太多：

• 機器人交互的對象是誰？不同的對象給予怎樣的反應？
• 發生交互的時間是早上、中午還是晚上？
• 在事件任務的進程的事前、事中、事后，應該給予怎樣的反饋？
• 機器人在用戶的左邊、右邊、后面、前面、遠方、近處時，應該給予怎樣的反應？
• 在機器人不同的反應中如何調動語音、肢體、移動、表情、燈效組成一個較好的體驗？

即如下面的三維坐標，只是考慮了時間、空間、事件三個維度的組合，同一個觸發因素可能導致27種組合的交互反饋，而且目前機器人也存在很大的局限性，機器人感知能力的提升也就意味著硬件成本的提升，算法模型質和量上的要求。

圖8：機器人交互設計維度

當日首次喚醒問候：

時間：一天分三個時段

• 早上：早上好，又是元氣滿滿的一天哦，主人
• 中午：中午好，我親愛的主人
• 晚上：晚上好，我辛苦的主人，要聽首《我的老父親》放松發送嗎？

事件：當天生日

• 事前：主人，生日快樂，大白祝您永遠18歲，大白給您唱首歌吧~
• 事中：接著奏樂，接著舞，讓我們大家一起祝主人永遠18歲
• 事后：主人，今天生日開心吧，可是大白都沒有吃生日蛋糕呢！

空間：分近場-中場-遠場

• 近場：主人，今天是您的生日，大白為您唱首歌吧~
• 中場：主人，今天是您的生日，大白為您照張相吧！
• 遠場：主人，今天可是您的生日喲，也不叫人家大白過來為您服務呀~