1、 心理学报 2023,Vol.55,No.1,55-65 2023中国心理学会 Acta Psychologica Sinica https:/doi.org/10.3724/SP.J.1041.2023.00055 收稿日期:2021-06-07*国家自然科学基金重大项目T2192932,民航联合研究基金重点项目(U2133209)资助。通信作者:张警吁,E-mail:.55 交互自然性的心理结构及其影响*曹剑琴 张警吁 张 亮 王晓宇(中国科学院行为科学重点实验室,北京 100101)(中国科学院大学心理学系,北京 100049)摘 要 本文通过 3 个研究探究了交互自然性的心理结构及其影
2、响。研究 1 通过开展字典检索,文献回顾和专家访谈,得到了包含有 9 个条目的初始量表。研究 2 问卷调查了 353 名智能网联汽车用户,探索性因素分析发现了两因素结构(“通达舒畅”和“随景应人”)。后续分析表明这两个因素对满意度等关键效标有显著独特的预测作用。研究 3 使用新样本(n=349)验证了双因素模型的稳定性,还发现这两个交互自然性体验维度对推荐意愿、忠诚感等重要变量也有显著预测作用,此外还发现,通达舒畅更多受到基本驾驶辅助系统等功能的影响,而随景应人更多受到交互和智能相关功能的影响。本文进一步讨论了该量表如何用于未来的人机交互研究。关键词 交互自然性,智能网联汽车,心理结构,可用性
3、 分类号 B842 1 引言 人机交互经历了从依赖键盘输入的命令行界面,到大量使用鼠标的图形界面,再到当前多种新型交互方式(如手势交互、语音交互、体感交互、智能交互等)的转变。对于这些似乎更接近于人类天生本能的交互方式,产业界和人机交互的学者往往直接称之为自然人机交互,而使用这种方式进行交互的界面,通常被称为自然用户界面(Natural User Interface,NUI)。但是,所谓的自然交互一定自然吗？Norman(2010)对此的答案是否定的,他认为所谓的自然交互并不一定自然。以有望成为未来重要交互方式的手势交互为例,相较于传统的键盘鼠标,手势交互能提供更全面、更人性化的互动,但是,大
4、多数手势既不是天生就会的,也不容易学习和记忆(Grandhi et al.,2011)。与手势一样,语音交互或者体感交互,也需要通过特别的身体活动来表明交互意图(Hsiao,2017)。在这个过程中,设计良好的交互界面和设计不好的界面之间的差异巨大,进而影响控制感(Verberne et al.,2012)、便捷感(Kamide et al.,2012;Li&Yeh,2010;Zhou,2011),甚至是愉悦感(Norman&Nielsen,2010)。除了使用上的体验差异,交互界面还可能影响用户对其购买意愿(Moons&de Pelsmacker,2015)、忠诚度和推荐意愿(Black e
5、t al.,2015;Grandhi et al.,2011;Rajendran&Jayakrishnan,2018)。可以看到,在第一段提及的观点中,自然人机交互中的“自然”,指向的是采用了某种“自发的”,“直觉性的”特定新型交互方式(Grandhi et al.,2011)。而在以Norman为代表的心理学家眼中,区分交互系统是否自然,关键在于系统是否能缩短用户的学习时间,减少心理负荷和增加更愉快的情绪体验(张警吁,张亮,2018)。为了达到这样的标准,在人与设备进行信息交换时,交互过程应该符合人的信息加工模型的规律。具体来讲,在“输入”时,不同交互模态应符合基本的知觉组织原则,以用户已有
6、的知识表征为基础,合理引导用户的注意分配;在“输出”时,应提供给用户及时的反馈和告警,交互界面需考虑整个交互过程中用户信息加工的动态变化,调整系统模型与用户心理模型相匹配。也就是说,用户通过自然的交互通道进行输入和输出时,不仅要关注交互模态本身的接口融合机理,还56 心 理 学 报 第55卷 要提高界面与记忆决策的相容性,实现并优化情景-心理-信道相匹配的交互路径(史元春,2018)。因此,在评估“这个交互体验是否自然”的时候,不再局限于特定产品、交互方式和界面特征,而转向以人为中心的体验,即用户在使用产品、与界面进行交互时是否感到自然(Jain et al.,2011;Wigdor&Wixo
7、n,2011),以及系统是否符合上述提到的自然交互的认知机理,对此我们可以称之为感知到的自然性或者自然体验。随着新型交互技术的快速发展,新的开发标准和相应的评估方法也越来越重要(Norman,2010),感知到的自然性或者自然体验应该成为自然人机交互的重要评估内容。然而究竟如何评估感知到的自然性程度呢？实际上,大多数研究使用传统的“可用性”维度来衡量自然交互方式的体验(Agarwal et al.,2013;Bailey et al.,2018;Bassano et al.,2020;Falcao et al.,2015;Kharoub et al.,2019;Vallejo et al.,2
8、016;Villaroman et al.,2011),比如传统的图形交互中重视的可见性(Chuah et al.,2016)、可用性(Brooke,1996)、易用性(Kamide et al.,2012;Li&Yeh,2010;Zhou,2011)、流畅性(Hsiao,2017)、易学性(Brooke,1996;Lewis,1992;Norman&Nielsen,2010;Roupe et al.,2014)、愉悦感(Urakami et al.,2020)以及跨情景的一致性(Biever et al.,2020;Liljamo et al.,2018)等其他传统可用性维度来“对应”感知到
9、的自然性。但是,这些传统的可用性标准,是否就等价于自然性？首先,从概念本身出发,可用性更多地衡量了用户能否用产品工作这一基础特征,一般包含了有效性、满意度和高效三个维度(Kortum&Bangor,2013)。如果自然性简单的等于可用性,那么很多超出产品可用以外的特质无法被测量。再者,Norman(2010)认为可用性可能只是自然性体验的一个前提,没有可用性肯定谈不上自然,但充分可用也不一定就自然。更进一步地,自然性是这些特性的加总吗？对这个问题,现有研究无法回答。亦有研究开始初步探讨直接对自然性进行测量,如Almeida等人(2019)在测量沉浸现实的电子手套的体验时,使用一个单独条目来测量
10、自然性,即“你认为虚拟现实环境的交互有多自然?”,结果发现行动更自由,可用性高,更有沉浸感的手套自然性体验更佳。也有测量手势传感器的研究得到结论认为流畅性是影响自然体验的关键因素(Hsiao,2017)。也有研究者以用户为中心的方法确定常见计算机操作的自然手势和标准化自然手势词汇库(Bailey&Johnson,2020),在评估手势自然时,选择了从“完全任意”到“完全自然”的6点评分方式。在语音交互中,有研究者在测量聊天机器人时使用用户是否能感知聊天机器人的“人性化”来判定交互是否自然(Atiyah et al.,2019),结果显示人性化得分高的聊天机器人,用户在自然性体验上的打分更高。同
11、样测量语音交互的还有Urakami等人(2020)使用愉悦感对语音自然性进行测量。采用“自然的”或某种“自然的”的同义词来测量感知到的自然性,当然是一件非常直接的方式。但用单条目进行测量,即便仅从测量学的角度来说,也并非是一个可靠的测量方法。同时,不同个体对交互中自然性体验可能很难以有统一的理解,这就造成了在不同的问题上测量的内容实际上南辕北辙的可能性。更重要的问题在于,这些研究仍然未能回答最为核心的问题：作为用户而言,什么是自然的交互,它包括哪些成分？是否存在稳定的结构？如果有这样一种结构的话,不同的成分是否会产生不同作用？要回答这些问题,必须以系统的方式来探讨交互自然性这一心理构念的结构组
12、成和作用机制。为了填补这一空白,本研究试图通过系统的心理测量学方法,构建起交互自然性体验的概念框架并予以验证。主要包括三个步骤：(1)研究1将采用质性研究方法,结合字典检索,文献总结和专家访谈等方式建立全面而具有代表性的交互自然性的条目集,对交互自然性可能所包含的概念网络予以明确;(2)在研究1得到的条目基础上,研究2将采用定量研究的方法,考察这些条目所形成的因素结构,并结合智能网联汽车的体验和关键消费行为的关联进行效度验证。选择智能网联汽车作为第一个验证对象,是因为这类新型汽车是交互自然的重要应用场景,代表着交互自然的发展方向(Brunswicker&Chesbrough,2018;Kuan
13、g et al.,2019;Ptz et al.,2019;Xu,2019;Zhou et al.,2020)。(3)研究3将使用新的样本与更多的效标变量对上述研究发现进行进一步验证,以保证所开发的测量工具的结构有可靠性、有效性和独特性。2 研究1：基于质性研究的交互自然性量表开发 2.1 研究目的 通过质性研究,建立全面而有代表性的交互自第1期 曹剑琴 等:交互自然性的心理结构及其影响 57 然性的条目库。2.2 研究方法 2.2.1 字典释义检索 首先从不同的词语释义了解交互自然性的多种构念的可能性。在常用的英语词典中搜索自然性不同的词根,如“nature,naturality,natur
14、al,naturally”,使用的英语词典为牛津高阶英语词典第四版,韦氏词典第三版,维基百科。在中文词典(即现代汉语词典第七版)中搜索“自然,自然的,自然地”。2.2.2 文献回顾与总结 在谷歌学术、Web of Science中搜索19902021年交互自然性相关的文献,检索关键词为nature(OR)Human-computer interaction,natural(OR)user interface,natural interaction,naturalness(OR)interactive scale,检索得到287篇文献,专家推荐文献5篇。组成待筛选文献库292篇,根据标题和摘要删
15、除105篇,全文阅读187篇文献后,根据全文删除139篇。文献排除标准包括：(1)文献为专利、会议摘要;(2)纯算法/技术改进类研究,动物研究等与人机交互中的交互自然性无关的研究(3)文献报告的数据不完整。最终得到48篇核心文献。2.2.3 访谈 采用半结构化的深度访谈,访谈时间为3060分钟/人。受邀访谈的专家共8名(5位男性,3位女性),其中6名为交互设计和工程心理学专家,2名为资深产品经理,他们均从事用户体验和人机交互领域多年,能够充分表达对自然交互和交互体验的看法。访谈主要询问访谈对象对交互自然性的了解程度和定义方式,例如“请说说对人机交互自然性的定义、概念,对交互自然性的理解,以及最
16、早在什么时候听过呢？”;并将从字典和文献回顾中已经形成的条目仔细审阅,将不易理解、产生歧义或意思相近的条目进行修改、合并或删除,并对措辞进行了评级和优化。2.3 结果 3种来源的资料整理结果如下：第一,字典释义检索共计收集原始条目45条,其中现代汉语词典收集了6条,英文词典收集了39条。由两名工程心理学专家进行重复词义、不符合交互自然主题的释义进行删除和合并,共保留条目16条,删除率为64.4%。第二,文献回顾与总结共计收集原始条目62条。同样由2名专家讨论表述不清或容易歧义的条目进行删减。共保留条目45条。第三,访谈中由专家提及的交互自然性定义已经全部包括在字典和文献检索得到的条目中。专家审阅和对现有的条目进行措辞优化后,最终精炼为9个条目(如表1所示),删除率为47.5%,合并的原则是通过发现和建立概念类属之间的相互关系,并进行不断的比较,表1 质性研究得到的交互自然性条目 方法 条目及描述 来源 访谈提及频率字典检索 符合预期:这个系统的使用方式与期望一致。Naturally：来自牛津高阶英语词典(第四版),现代汉语词典(第七版)Natural：来自维基百科 50%文献总结 人性
