基于用户测评的导医助手语音交互设计研究_方馨悦.pdf

包 装 工 程 第 44 卷 第 4 期 132 PACKAGING ENGINEERING 2023 年 2 月 收稿日期：20220910 基金项目：基于互联网+的康复监测平台及服务系统研究（2019CDYB-4）作者简介：方馨悦（1998），女，硕士生，主攻人机交互、多模态设计、用户体验。通信作者：王玫（1968），女，教授，主要研究方向为计算机辅助制造。基于用户测评的导医助手语音交互设计研究 方馨悦，王玫，刘茜茜，郑心怡，王鑫蓉，邓雪梅（四川大学，成都 610065）摘要：目的目的 通过研究门诊导医助手的交互程度、音调、性别对拟人化程度、有效性、满意度的影响，为未来导医场景及更多公共场合的语音助手的形象与话术设计提供参考。方法方法 让 12 位被试在模拟导医场景下与不同交互程度、音调、性别的语音助手进行对话任务，通过绿野仙踪测试法（Wizard of Oz）进行实验。使用七分李克特量表获取拟人化程度、有效性、满意度评分并进行开放性访谈，再通过弗里德曼检验（Friedman Test）、威尔克尔森符号秩检验（Wilcoxon Signed Rank Test）与最小二乘回归分析对结果进行量化分析，以探索用户对导医助手的形象与话术偏好。最后根据研究结果，对导医系统展开了多模态用户界面的设计实践。结果结果 在导医场景下，用户更偏好交互程度高的导医助手，音调为女低音或男高音的导医助手评分更高，用户对导医助手的性别没有明显偏好。导医助手的用户满意度随着拟人化程度的增加而增加。结论结论 对于公共场合的语音交互设计，应深入调研各类用户的偏好，设计出更受用户喜爱的语音助手，并发挥出多模态用户界面的优势。关键词：门诊导医；语音交互设计；语音助手；语音用户界面；多模态；用户测评；用户体验 中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)04-0132-09 DOI：10.19554/ki.1001-3563.2023.04.016 Voice Interaction Design of Outpatient Service Assistants Based on User Measurement FANG Xin-yue,WANG Mei,LIU Xi-xi,ZHENG Xin-yi,WANG Xin-rong,DENG Xue-mei(Sichuan University,Chengdu 610065,China)ABSTRACT:The work aims to explore the effects of interaction level,pitch and gender on perceived anthropomorphism,usefulness,and satisfaction of the outpatient service assistant to guide the image and speech design of voice assistants in outpatient service scenarios and more public places.Twelve participants performed conversation tasks with voice assis-tants of different interaction level,pitch and gender in simulated outpatient service scenarios.Experiments were carried out by Wizard of Oz technique.A seven-point Likert scale was used to obtain ratings of perceived anthropomorphism,usefulness,satisfaction,and interviews were conducted.The results were analyzed by Friedman test,Wilcoxon signed rank test,and least square regression to explore users preferences on image and speech of outpatient service assistants.Finally,according to the research results,the design of a multi-modal user interface of the outpatient service system was carried out.The results showed that in the outpatient service scenarios,users preferred outpatient service assistants with high interaction level.In terms of pitch,low-pitched female voice and high-pitched male voice were rated higher.Yet,there was no significant difference in the users gender preferences.Satisfaction increased with the increase of perceived anthropomorphism.For voice interaction design in public places,all kinds of users should be considered to design the voice assistant that can be accepted by most users,thus taking advantage of the multi-modal user interface.KEY WORDS:outpatient service assistance;voice interaction design;voice assistants;voice user interface;multi-modal;user measurement;user experience 第 44 卷 第 4 期 方馨悦，等：基于用户测评的导医助手语音交互设计研究 133 门诊服务是医院与患者之间的重要连接通道，直接关系到患者对医院的印象与就诊体验。在传统的就诊过程中，挂号、排队等流程花费了用户大量的时间1，大大降低了用户的就诊体验。为了提高服务质量，许多医院构建起了智能化的自助导医服务系统24。但直至现在，诊疗服务的人性化仍有很大的进步空间。自助导医服务系统的一个重要升级方向便是应用智能语音技术提升操作的自然性、易用性。当下，语音助手已渐渐遍布人们的生活，语音交互设计成为了国内外的研究热点5。但是对于语音助手的研究仍集中在已广泛使用的智能手机、家居、车载等较为私密场景的语音助手方面6，对公共场合（尤其是导医场景）的语音助手的研究较少。本研究针对导医语音助手，通过实验探索了用户对其交互程度、音调、性别的偏好，并进行了设计实践。本研究有助于进一步了解公共场合语音助手的形象与对话设计原则，为未来的语音交互设计及多模态用户界面设计提供了指导与参考。1 语音交互研究现状 相比于图形用户界面，语音用户界面有以下优势：高效，说话速度相较于打字速度更快；易学，语音是最自然的交互方式，语音交互几乎不需要学习成本；释放双手；情感交互，大量的情感信息可以通过语气、语调、语速、音量等因素传达7-8。语音交互赋予了智能系统以人物形象。无论设计师是否对产品的人格进行设计，用户都会为产品赋予某种人格特质，因此在设计时应确定好语音助手的人物形象7。设计师在设计过程中需要考虑语音助手的人物形象设定是否有助于发展用户与机器的关系、是否与工作环境相匹配。用户对语音助手人物形象的感知主要受语气与语调的影响，其次是表达方式与内容9。李璟璐等10指出在进行智能交互设计时，应尽量贴近人与人的交流方式。Niculescu 等11的实验显示，在公共服务领域，用户更喜爱具有幽默感与同理心的语音助手。孙妍彦等9提出，在家庭场景下，女性、1825 岁、开放聪慧、与用户关系类型为助手或朋友的语音助手最受欢迎。王尔卓等12研究发现，在智能家居场景下，经验用户和家庭用户偏好建议者风格的语音助手，直率的沟通方式获得了更高的满意度、舒适度评分。Lutfi 等13认为在语音助手的设计中加入情感可以有效减少用户的挫败感，提高用户满意度。声音会让用户对人的背景作出预判，并在此基础上施加刻板印象14-15。音调、音调范围、音量、语速这四个基本特征关系到用户对语音助手人格的感知1618。Niculescu 等11发现，高音调的女性助手被认为社交技巧更好、更令人愉悦；低音调的女性助手被认为更强大；男性用户认为低音调的女性助手听起来更专业、语速更快、更有魅力。不同性别的声音会引发人们的刻板印象19。Pak等20发现，用户对男性虚拟医生更加信任。Costrich等21提出，当语音助手进行主导行为时，男性助手被认为自信，而女性助手则被认为咄咄逼人。Yu 等22认为，与男性助手相比，用户更可能对女性助手透露个人信息。Chang 等23通过实验发现，对于护理助手，人们更偏好外向的女性声音，这与对承担护理工作的角色的刻板印象一致。Heilman24发现用户认为男性助手对男性话题更了解，女性助手对女性话题更了解。不同类型的产品在功能和使用场景上各不相同，可用性和感知有用性设计的亮点可能也不尽相同12-13。Liao 等6研究发现，用户对手机语音助手与家居语音助手有不同的偏好：用户期望手机语音助手更高效、与家居语音助手进行更多的情感交流。Pearl 等8认为对于通用产品，应该设计不那么让人爱憎分明，而是更为含蓄、普适的人格。现在，越来越多的服务机器人被应用于公共场所，例如博物馆25、机场26、车站27、酒店28、购物中心29等。对于不同场景的语音助手，应分别对用户偏好展开研究。但是，目前少有针对公共空间语音助手的研究，尤其是对于需求日益增长的导医语音助手的关注度较小。相较于目前语音交互研究较为丰富的智能手机、家居、车载等个人语音助手，导医语音助手具有其独特性。首先，导医语音助手处于公共空间中，所面对的用户更为复杂，用户的年龄、文化程度、个性、情绪等各不相同30-31，无法如个人语音助手一般根据用户设置个性化的形象、话术，因而需要更具普适性。其次，在与个人语音助手进行交互时，用户大多处在熟悉的私人环境中，故用户并未习惯在公共环境下与语音助手进行互动32。在导医场景下，陌生的环境及周遭大量的陌生人会使部分用户感到尴尬、不安。同时在首次使用时，用户对于语音助手的工作能力并不了解，容易存在不信任的因素33。此外，在导医场景下用户的目的性较强，对于对话效率的要求更高。由于导医场景的特殊性，用户对导医语音助手的偏好仍有待进一步探究。大量研究表明，人格、音调、性别等特征可以塑造语音助手的人物形象，影响用户体验11。因此，本次研究拟从交互程度、音调、性别三个维度入手，探索导医场景下用户对语音交互的偏好。2 研究方法 2.1 实验设计 本次研究分为导医场景下的交互程度偏好、音调偏好、性别偏好三个维度，探索这三个维度对导医语音助手拟人化程度、有效性、满意度的影响。实验使用的语音材料通过百度 AI 开放平台的在线语音合成系统生成，图形用户界面见图 1。实验使 134 包 装 工 程 2023 年 2 月 图 1 图形用户界面 Fig.1 Graphic user interface 用了语音交互设计中广泛使用的绿野仙踪测试法34，主试与被试分别处于不同的房间内，主试可以听见并看见