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ACI： 跨越物種的大交互

04-04
你也許曾好奇人類能否設計出可供動物使用的電子設備之類的問題，卻不曾了解這個神奇的新興研究方向——ACI (Animal-Computer Interaction）。熟悉人機交互（HCI）的朋友很容易想到，這就是把交互的主體由人類延伸到動物了，暫且稱之為動物計算或者動物交互吧。

  • 什麼是ACI？

簡單來說，就是設計和研究可供動物參與互動的計算設備和界面，來幫助人類了解動物、改善動物福利、促進動物與人類以及整個社會生態系統的關係。讓科技應用和人文關懷跨越物種，惠及這個地球上的所有生命，包括我們自己。

一方面，這些交互過程往往有人類參與，因此可以視為HCI的一個特殊方向——動物·人·機交互。另一方面，ACI 也可以視為HCI 概念的延伸，因為人類本身就是動物界的一個物種（智人，Homo sapiens）。其他物種的引入也可以大大擴充用戶（生理和心理上）的多樣性，有助人類在設計和研究中克服「唯我獨尊」的自私狹隘（anthropomorphic exceptionalism）。

  • ACI 2016 國際會議

2016年11月15-17日， ACI 第一次在 ACM 和 SIGCHI 支持下舉辦了獨立的學術會議。本次會議的主辦方英國公開大學（The Open University）可以說是 ACI 概念的發源地之一，也是很多BBC自然紀錄片的著名合作單位。會議規模雖小，但主題工坊（Workshop）、博士論壇、論文展示、作品演示、特邀演講等環節五臟俱全。本文就從分享參會體驗開始，介紹 ACI 的部分研究內容。

  • 動物園交想曲（ZooJam）

這是本屆會議的兩個 workshop 之一（另一個主講ACI 的研究方法）。這裡的「交想」指的是來自不同地區和背景的參與者（動物園工作人員、行為學家、交互設計師、計算機科學家等）之間的交流、暢想，類似於「頭腦風暴」。

動物園交想曲的主題是如何巧妙利用智能互動裝置，為動物園的大型貓科動物、海獅和企鵝設計更加豐富多彩的環境和娛樂活動（丰容，enrichment），促進它們的自然捕食行為（如探知、潛伏、追蹤、跳躍等），同時也為遊客帶來更有趣的參觀體驗，具體設計問題和方案將在後續文章中討論。

  • 研究概況

與人類關係最密切的狗仍是 ACI 研究的重點。公開大學 ACI 實驗室研究了為犬類用戶設計無障礙系統的方法，尤其是在為犬類設計物理按鈕時如何考慮可感知性、一致性、功能可見性等基本設計原則。美國喬治亞理工大學的「犬機交互」課題組展示了可穿戴（能記錄位置的搜救犬專用背心）和觸屏設備犬類交互研究，並討論了 Fitts Law 是否能夠應用於為工作犬設計的鼻頭觸屏界面。來自瑞典的 Westerlaken博士展示了「和它一起，為它設計」的理念，並以寵物狗的娛樂設計為例討論了如何讓動物參與到設計過程，來幫助人們克服自以為是的弊病。英國中央蘭開夏大學的Douglas博士介紹了如何通過視覺跟蹤和視頻分析來研究寵物狗對屏幕中播放的多媒體節目的反應，但狗狗是否願意主動看節目以及如何理解這些節目等問題還有待探討。

當然，ACI 研究的對象不只是狗。墨爾本的微軟 SocialNUI 研究組通過 Kinect 識別猩猩與實體玩具的互動動作並生成不同聲音，為猩猩聽覺偏好的研究提供了一種新思路。公開大學的French 博士分享了自己為圈養大象設計交互設備的經歷，她強調了耐受性材料和多模態交互方式（如震動反饋和聲音刺激）的選擇中如何考慮動物用戶的身體和行為特點（如大象強大的破壞力和靈敏的鼻子）。該實驗室另一名博士Paci 主要研究生物遙測設備的可穿戴性，並以家貓為例討論了如何分析動物用戶的需求和建立測評框架。對 ACI 的討論也從方法層面到倫理層面，甚至延伸到植物在 ACI 系統中的作用以及主體和客體的相對關係等前瞻性的思考。

  • 視頻選送

這裡簡單介紹 Video & Poster 環節中的三個有意思的作品並附視頻。

更多視頻請關註：

youtube.com/channel/UCz

1. 會說話的魚

會說話的魚—在線播放—優酷網，視頻高清在線觀看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTg5MTQ0MTYxMg==.html

魚缸里的小精靈常常因為過於安靜而被主人忽視。日本慶應義塾大學（Keio University）的這項工作通過視頻檢測識別金魚的肢體語言，用過對話氣泡告訴你金魚是否飢餓、害怕、活躍或無聊，讓你輕鬆做到「知魚之樂，解魚之愁「。

2. 能跟主人視頻的狗

能跟主人視頻的狗—在線播放—優酷網，視頻高清在線觀看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTg5MTQ4NDMwMA==.html

這位巴西的動物訓練師教會了自己家的狗狗在用Skype 軟體視頻聊天時響應主人的指令。3D列印的小裝置還可以在主人的遠程控制下發狗糧。這隻狗狗現在已經學會接聽和撥打主人的 Skype 視頻電話，並且可以理解三種人類語言的指令（葡萄牙語、英語、日語）。

3. 解碼鴿子的感官

解碼鴿子的感官—在線播放—優酷網，視頻高清在線觀看 http://v.youku.com/v_show/id_XMTg5MTYyMzY0NA==.html

這是一組來自英國皇家藝術學院的實驗性信息體驗設計作品。目的在於通過簡單的穿戴設備（如下圖裝有兩面反射鏡的頭套）模擬鴿子的視覺感官體驗，激發人們更加關注和理解動物眼中的世界。作品本身跟計算機無關，但對動物感官進行解碼（de-computing）的實驗過程和設計初衷對ACI 很有啟發性。

  • 特邀演講（Key Note）

最後，來自劍橋大學的 David Broom 教授拄著雙拐來到現場，帶來極具辯證性的精彩閉幕式演講——「算機的使用能否真正提升動物福利」。ACI 的目的之一是利用科技改善丰容的方法，給動物更多的自主控制權。但他對更大的自由度是否意味這更好的動物福利這一問題提出質疑，並類比了給小孩子更大的自由度並不一定更有利於他們的健康發展。他強調好的福利存在於人工控制和動物自主性的平衡中，且不可一概而論。ACI 的設計中並不一定要通過模擬自然環境來改善和評價福利，而應該借鑒行為學方法提取動物表現自然行為所需的有效信息來為動物提供可預測性。他還指出，目前ACI的工作主要針對可愛的寵物和動物園動物，以及能夠直接幫助我們的服務型動物，而那些被忽視的農場動物中其實也有很多問題值得研究。

  • 小結

ACI 是個有意思、有潛力的交叉學科領域，這裡的研究者也非常熱情而富有洞見。但作為一個新興方向，研究方法和理論體系還不夠完善。另外，當前的研究主力集中在歐洲，整體偏學術性，跟實際生產應用距離還比較遠。我也希望以此為起點，在這裡翻譯整理相關工作，引起更多華人研究者、設計師、創客，以及關心動物的各界人士的關注。祝大家新年快樂!

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參考資料

ACI 2016 官方主頁： Third International Conference on Animal-Computer Interaction

官方英文總結：International Conference on Animal Computer Interaction (ACI) 2016

會議論文集： Proceedings of the Third International Conference on Animal-Computer Interaction

ACI 分類參考：人類有沒有可能設計出可供動物使用的電子設備？ - 兔子兔的回答 - 知乎

動物園技術參考：有什麼優秀的動物園值得一去？ - 兔子兔的回答 - 知乎


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