史 琼 马晓璐 张君毅 陈春林

    (1 南京理工大学紫金学院心理健康教育服务中心，南京 210023) (2 南京理工大学心理健康教育服务中心，南京 210094) (3 南京大学社会学院心理学系，南京 210023) (4 南京大学工程管理学院，南京 210008)

    1 引言

    随着科技的迅速发展，机器人逐渐走进大众视野，智能型机器人与人类合作也越来越频繁。无论是在服务业(Zhang et al.,2017)、制造业(Krot &Kutia,2018)、养老行业(Ehrenmüller et al.,2019)还是教育领域(Crnokic et al.,2017)，机器人在人们日常生活和工作之中都扮演着愈加重要的角色，甚至逐渐在某些方面替代人类。一般而言，在空间任务方面的人机交互合作包括寻找指定物体、将物体安放到指定位置、指挥机器人到指定地点。空间任务的执行离不开空间认知，它是人们感知空间信息的加工过程，包括三维立体物体的大小、形状、位置、距离以及它们在心理空间或物理空间中的关系。空间认知对人类来说是一项简单的自然行为，但对机器人却并不容易。目前，探讨空间任务中的人机交互合作已然成为人-机器人交互领域的一个重要前沿研究方向与趋势。

    1.1 空间指令中的认知机制

    在计算机语言中，为交互对象描述空间布局或具体目标物体位置被称为指代生成(Krahmer &Deemter,2012)，涉及视觉特征描述和空间关系描述。视觉特征指人们在特定的场景中所感受到的视觉刺激，包括物体的颜色、立体深度、线路排列、曲率、交叉、明暗界限等(Li et al.,2016)。定性空间关系包括拓扑性空间关系和映射性空间关系。拓扑性空间关系表示物体间的临近程度，例如“靠近”；映射性空间关系的表达依赖于参考框架，表示一个物体相对于另一个物体的方向，例如“左”“前”，是空间关系表达的一个重要基础(Kelleher &Kruijff,2006)。

    物体间映射性空间关系的表达会随着参考框架的不同而改变。参考框架包括原点、坐标系统、观察视角、参考物体及目标物体，一般分为三类：相对参考框架、内在参考框架和外在参考框架。在相对参考框架的坐标体系中，原点可以是交互对象的任意一方，即空间关系描述可依赖于交互双方中其中一方的观察视角。因此，相对参考框架又可进一步分为自我中心和对方中心。内在参考框架又称以物体为中心的参考框架，是以坐标体系中一个有方向性的物体为原点，观察的视角遵循物体内在的方向。外在参考框架又称绝对参考框架 ......