《Frontiers in Robotics and AI》：Preliminary usability evaluation of a teleoperated humanoid robot for pediatric waiting-room observation: clinical and technical professionals’ perspectives
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辅助与社会机器人领域日益应用于儿科医学，其中候诊室为开展生态行为观察提供了有趣的环境。然而，关于远程操作人形机器人在非结构化环境中作为自然观察工具的研究仍然匮乏，而此类应用要求机器人对非专业用户具有极高的易用性。本研究中，人形机器人Alter-Ego被评估为一
辅助与社会机器人领域日益应用于儿科医学，其中候诊室为开展生态行为观察提供了有趣的环境。然而，关于远程操作人形机器人在非结构化环境中作为自然观察工具的研究仍然匮乏，而此类应用要求机器人对非专业用户具有极高的易用性。本研究中，人形机器人Alter-Ego被评估为一种远程临场感化身（telepresence avatar），用于支持儿童神经精神科诊所候诊室内的远程观察。作为未来临床评估的初步步骤，本研究未直接纳入儿科患者，而聚焦于13名具有临床和技术背景的专业人员对平台可用性、感知认知负荷及可接受性的评价。结果显示，系统可用性处于可接受水平，系统可用性量表（System Usability Scale，SUS）总体平均得分为71.3。在认知负荷方面，NASA任务负荷指数（NASA-TLX）识别出心理需求（Mental Demand）和努力（Effort）为负荷最高的维度，而挫折感（Frustration）水平保持较低。Godspeed问卷显示，平台的生命感（Animacy）和喜爱度（Likeability）获得高度积极评价，同时感知安全性（Perceived Safety）和感知智能（Perceived Intelligence）得分良好。在探索性相关分析中，未发现既往虚拟现实（virtual reality，VR）或游戏经验与任何所考虑的结果指标之间存在显著相关性。总之，研究结果表明，Alter-Ego平台可能是一种对临床和技术专业人员可用且可接受的远程操作工具，为未来在儿科临床环境中的评估提供了基础。
研究背景与目的：近年来，机器人越来越多地进入医疗环境，人形机器人由于其拟人化形态和直观的运动映射，能够在为人类设计的非结构化环境中灵活运行，并支持远程操作。在儿科领域，社交机器人已被证实能够提升儿童积极情绪、减轻压力和疼痛。候诊室作为儿童就诊前自发互动的场所，为观察其自然行为提供了独特而生态化的场景。然而，现有研究主要集中于全自主或娱乐导向的机器人在儿科分心、焦虑缓解或结构化治疗中的应用，缺乏针对远程操作人形机器人用于儿童神经精神科候诊室自然观察的研究。为此，该研究初步评估了Alter-Ego人形机器人作为远程临场感化身，在模拟候诊室环境中由临床和技术专业人员操作时的系统可用性、感知认知负荷和可接受性，为未来在真实儿科临床环境中应用奠定基础。
研究设计与样本：该研究在IRCCS Fondazione Stella Maris（FSM）开展，招募了13名专业人员，平均年龄29.6岁（标准差7.1）。其中临床组7人，包括心理学家、发育年龄神经精神运动治疗师和儿童神经精神科医生；技术组6人，包括生物医学工程师和生物技术学家。所有参与者均直接负责Alter-Ego机器人的遥操作。研究采用Alter-Ego人形机器人，其配备变刚度驱动器（Variable Stiffness Actuators，VSAs）、Pisa/IIT SoftHands、ZED-Mini立体相机、VR头显、轮式移动底座和自主平衡系统。参与者接受15分钟培训后，配对执行两项任务：一是探索与交互任务，即移动机器人走向目标人物并参与对话；二是递送任务，即用机器人手抓取物体并递交给目标人物。每项任务约10分钟，任务顺序随机化。实验后，参与者填写系统可用性量表（SUS）、NASA任务负荷指数（NASA-TLX）、Godspeed问卷系列，以及三项自编补充问题。
主要技术与方法：研究使用Alter-Ego半拟人化双轮人形机器人平台，其关键部件包括模拟人体肌肉拮抗机制的变刚度驱动器（VSAs）、基于肌腱驱动协同的Pisa/IIT SoftHands、提供第一视角视觉反馈的ZED-Mini立体相机和Meta Quest VR头显、支持自然语言交互的麦克风与音频系统，以及具备自主平衡和SLAM导航能力的轮式倒立摆移动底座。评估工具采用标准化问卷：SUS用于度量系统可用性，NASA-TLX用于评估主观认知负荷，Godspeed问卷用于测量机器人感知特征（拟人化、生命感、喜爱度、感知智能和感知安全性）。统计方法采用非参数Mann–Whitney U检验进行亚组比较和探索性相关分析。
研究结果：系统可用性方面，整体SUS平均得分为71.3，超过公认可接受阈值68；临床组平均73.9，技术组68.3，两组差异无统计学意义（p = 0.56）。认知负荷方面，总体NASA-TLX显示心理需求和努力为最主要负荷维度，中位数落入高负荷区间（50–79），69%和61%的参与者分别报告高或极高心理需求和努力；挫折感中位数最低（10–29）。亚组比较发现，技术组在时间需求（p = 0.03）和挫折感（p = 0.013）上显著高于临床组。Godspeed问卷方面，两组的生命感和喜爱度中位数最高（临床组为4.0和3.75，技术组为3.9和4.0），感知智能和感知安全得分中等，拟人化得分最低（两组中位数为3.0和2.8），差异均不显著。补充问题显示，92.3%的参与者认为在遥操作中能够按需进行交互，92.3%认为该机器人适合与儿童互动。探索性相关分析未发现既往VR或游戏经验与任何问卷结果之间存在显著相关（所有p > 0.05）。
讨论与结论：该研究表明，Alter-Ego平台经短暂培训后即可被临床和技术专业人员操作，整体可用性和可接受性良好。尽管遥操作需要较高的认知努力，但挫折感较低，说明交互过程可管理。技术组在时间需求和挫折感上高于临床组，可能与其对系统响应和控制精度有更高期望有关。拟人化评分最低被解释为使用者能够将机器人识别为技术工具，同时赋予其积极社交属性，这在临床情境中可能具有优势。未发现VR经验与结果相关，提示该平台可能适用于不同技术背景的专业人员。研究局限性包括样本量小、模拟环境、无儿童参与，以及未评估机器人介导观察所得信息的临床价值。未来研究需在真实临床流程中纳入儿童和照护者，进一步验证平台的有效性和可用性。
