Effects of Robotic Touch on Older Users During Walking Guidance by a Humanoid Robot
作者: Leonie Leven, Marko Ackermann, Christian Werner, Melina Schmetterer, Theresa Buchner, Monika Eckstein, Katja Mombaur
分类: cs.RO
发布日期: 2026-07-10
💡 一句话要点
研究机器人触觉对老年人步行引导的影响
🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control) 支柱九：具身大模型 (Embodied Foundation Models)
关键词: 老年护理 机器人技术 步行引导 触觉交互 多模态评估
📋 核心要点
- 老年人在步行导航能力下降的情况下，护理人员短缺使得传统护理方法面临挑战。
- 本研究通过不同的触觉模式，探索老年人对机器人步行引导的感知与反应，旨在提升老年人的信任感与安全感。
- 实验结果表明，老年人对机器人触觉的接受度较高，尤其是在较大接触力的条件下，表现出更高的信任和舒适度。
📝 摘要（中文）
随着老年人群体的增加，护理人员短缺成为老年护理中的一大挑战。机器人可以在护理环境中提供辅助和情感支持，尤其是在步行引导方面。本研究旨在探讨老年人在不同触觉模式下的感知和反应。研究中，24名老年人（68-88岁）在四种接触条件下与机器人TIAGo Pro进行步行引导。结果显示，尽管生理指标略有压力增加，但行为和主观测量表明老年人对机器人触觉的整体接受度较高。与较大接触力相关的条件（握手和前臂接触）显示出更低的相对距离，表明更高的信任和信心。问卷结果进一步支持了这一发现，显示在这些条件下感知的安全性、信任和舒适度更高。该研究为机器人步行引导辅助的设计提供了重要见解，表明老年人更倾向于温和、稳定的触觉。
🔬 方法详解
问题定义：本研究旨在解决老年人在步行引导中对机器人触觉的感知与反应问题。现有方法缺乏对老年人触觉体验的深入理解，导致信任感不足。
核心思路：通过设置不同的触觉接触条件，研究老年人在与机器人互动时的生理和心理反应，以优化机器人设计，提升老年人的使用体验。
技术框架：研究采用多模态评估方法，包括心电图、皮肤电活动、接触力、与机器人的距离及问卷调查，全面分析老年人的反应。
关键创新：本研究的创新点在于系统地比较不同触觉接触模式对老年人心理和生理反应的影响，填补了机器人辅助步行领域的研究空白。
关键设计：实验中设置了四种接触条件（无接触、握手、臂联接、前臂接触），并通过生理数据和问卷反馈进行综合评估，确保数据的多样性和可靠性。
🖼️ 关键图片
📊 实验亮点
实验结果显示，在握手和前臂接触条件下，老年人与机器人之间的相对距离显著降低，表明信任感和舒适度提高。问卷反馈也显示，在这些条件下，老年人感知的安全性和信任度明显增强，支持了机器人触觉设计的有效性。
🎯 应用场景
该研究的成果可广泛应用于老年护理机器人设计中，帮助提升老年人在步行引导过程中的信任感和安全感。未来，随着老龄化社会的加剧，机器人在护理领域的应用将更加重要，能够有效缓解护理人员短缺的问题，改善老年人的生活质量。
📄 摘要（原文）
The shortage of healthcare staff is a challenge in geriatric care. To address this, robots can be integrated into care settings to provide assistance and emotional support. A promising application is walking guidance, particularly benefiting older adults as navigation skills deteriorate with aging. As walking guidance involves direct contact, the aim of this study is to understand how older adults perceive and respond to different touch modes during guided walking. 24 older adults (68 - 88 yrs.) walked four times a ten-meter trajectory guided by the robot TIAGo Pro in four contact conditions: no physical contact (NC); physical contact through holding the robot's wrist with the hand (HH); physical interaction through linking arms with the robot (LA); and physical contact through resting the forearm on the robots forearm (FC). A multimodal assessment approach included electrocardiogram, electrodermal activity, contact force, distance to robot, and questionnaires. Physiological results reveal a slight increase in stress levels during robot interaction. Behavioural and subjective measures, however, show overall acceptance of robotic touch. The two conditions corresponding to larger interaction forces (HH and FC) were associated with lower relative distances between participant and robot, indicating a higher trust and confidence. Questionnaire responses supported these findings, evidencing greater perceived safety, trust and comfort in these conditions. This study provides insights for the design of robotic walking guidance assistance, indicating that gentle, stable touch is preferred by older adults in comparison to contactless interaction.