中日合作交流樱花系统

一．项目概况 清华大学工业工程系团队共8人（1名老师、1名科研助理、1名博士后、5名学生）于2024年10月16日至10月27日通过2024年中日科技交流计划（樱花计划）赴日交流。本报告旨在总结清华大学工业工程系团队与中央大学理工学部加藤教授团队在交流中的重要活动与成果。通过此次交流，双方不仅加深了研究领域的合作，也增进了中日文化的相互理解与尊重。本报告将从共同研究、实验室参观与交流、文化体验三个方面对活动内容和成果进行简要阐述，并总结整体收获。 二、活动内容与成果反馈 2.1 共同研究 日本中央大学研究团队近期开展了四项前沿实验室研究，涉及多个跨学科领域，包括面部情绪识别、AI辅助心理干预、跨文化音乐感知和机器人交互四个方面： 1）跨文化面部情绪识别研究：团队采用多模态数据采集技术，构建了包含多元文化背景的面部表情数据库，并基于此训练大语言模型（LLM）实现精准的情绪识别。研究者邀请了来自不同文化背景的参试者，通过摄像头和传感器采集了参与者的面部数据、以及在特定的实验任务中的面部表情，从而建立面部数据库并训练大语言模型识别人类面部情绪。该研究突破了传统情绪识别算法的文化局限性。 2）AI辅助人际关系干预研究：该研究的目的是探究通过ChatGPT实施亲子互动疗法（Parent Child Interaction Therapy, PCIT）是否能有效改善亲子关系、或上下级关系。PCIT通过指导父母（或上级）以积极和支持的方式与孩子（或下属）互动。同时，它也教导孩子（或下属）新的技能和行为，旨在改善孩子与其照顾者之间的关系。研究者使用ChatGPT在亲子沟通的不当行为中进行PCIT的干预，并使参试者作为第三方评价其有效性。该研究创新性地将ChatGPT应用于亲子互动疗法（PCIT）场景，通过AI实时介入沟通模式的方式，评估其对改善亲子及职场关系的有效性。研究为人机协同心理干预提供了新的方法论支持。 3）跨文化音乐体验研究：该研究旨在探究来自中国和日本的参试者聆听中文歌或日语歌时对心情的改善作用。运用脑电技术对比分析中日受试者对母语及非母语歌曲的情绪响应差异，深入探讨文化因素对娱乐产品用户体验的影响机制，为提升用户福祉提供科学依据。。 4）智能机器人交互研究：实验采用了脑电设备对人机交互过程中的情绪唤起进行了研究，重点探索了框架效应对过程的影响。通过脑电信号监测，系统研究了框架效应在人机交互过程中的情绪唤起机制，揭示了不同反馈形式对用户情感体验的影响规律，为优化机器人交互设计提供了重要参考。 我方团队共进行了两个调研。实验聚焦于跨文化多语言决策，包括"AI修复策略感知"和"AI素养评估"两项调研。 1）AI修复策略感知：本研究旨在探究AI犯错时，采用怎样的修复策略能够更好地修复与用户之间的信任关系。实验基于在国内对中国学生的调研，在中央大学收集了一系列日本同学的数据，来探索不同文化环境中的人是否会拥有不同的感知和偏好。 2）AI素养评估：人工智能素养（AI素养）可以定义为：能够在实际应用过程中意识并理解人工智能技术，能够熟练使用人工智能应用和产品来完成任务，能够分析、选择和批判性地评估人工智能提供的数据和信息，并且树立一定的责任意识并尊重对等的权利和义务的一种能力。本研究基于我方已有的研究成果开发的AI素养问卷，旨在分析日本学生的AI素养情况。量表从意识（awareness）、使用（usage）、评估（evaluation）和伦理（ethics）四个子维度出发，全面地评估学生的AI素养。 在此次与日本中央大学的深入合作研究中，双方团队围绕人机交互与人类福祉提升这一核心议题，开展了多项具有创新性和实践意义的研究。双方研究形成了良好的互补与协同：在理论层面，共同推进了跨文化人机交互理论体系的构建；在方法层面，创新性地融合了脑电技术、大语言模型和多模态数据分析等前沿方法；在应用层面，为提升AI系统的文化适应性和用户体验提供了切实可行的解决方案。这些研究成果不仅深化了我们对人机交互中文化因素影响机制的理解，也为设计更具包容性和人文关怀的智能系统提供了重要指导，充分体现了双方在推动人机协同、提升人类福祉方面的共同愿景和深入共识。双方在交流结束时达成了未来合作的计划，包括定期举办联合学术分享会，合作完成相关研究，以及学生和研究人员的交流计划。我方会继续推进相关的问卷收集，并在数量足够时将相应结果发表在国际期刊/会议上。双方将就这些主题深入交换意见以推进人机交互相关研究的共同进步。 2.2 实验室参观与交流 除了加藤教授团队的研究室外，我方还受邀参观了其他两个中央大学的实验室： 1. 脑科学研究实验室：脑科学研究实验室展示了中央大学在脑科学和神经工程领域的相关设备，包括功能性磁共振成像（fMRI）设备、脑电图（EEG）设备等。中方团队听取了日方团队的相关研究进展，并参与了一系列关于脑信号和神经行为分析的演示，进一步了解了脑科学研究的最新应用。此外，双方就神经科学的未来趋势、跨学科研究方法等话题进行了探讨。 2. 多模态交互实验室：多模态交互实验室中展示了中央大学关于机械臂与人进行精细合作的最新成果，以及VR、AR等虚拟交互的开发进展。中方团队体验了与机械臂的合作，并体验了在VR中和宠物小狗互动的场景，并听取了日方团队的技术方法。双方就多模态交互的相关内容展开了探讨，并提出了若干未来合作的方向。 我方也积极地与日方展开分享和交流： 1. 研究方向交流：中方的老师和同学们向日方的同学们介绍了我方的研究方向与一些成果，包括robotaxi，AI情感与人机关系，气味与跨文化感知等。 2. 大学生活交流：中方的同学们向日方的同学们介绍自己的大学环境与日常生活和生活的情况，双方交流了中国和日本大学生活的异同。 2.3文化体验 日方精心安排的文化体验活动，全方位地向中方团队展示了日本传统与现代文化的精髓。在历史悠久的浅草寺，团队深入体验了这座东京最古老的寺庙所蕴含的深厚文化底蕴。从雷门到五重塔，团队成员不仅欣赏了精美的建筑艺术，还切身感受了日本民众的宗教信仰和生活方式。随后，在现代建筑奇迹东京天空树的参观中，团队登上了最高的观景台，俯瞰东京都心的城市景观并欣赏日落，感受这座国际化大都市的蓬勃活力。通过对比浅草寺的传统风貌与晴空塔的现代气息，团队成员深刻体会了日本文化中传统与现代的完美融合。 值得一提的是，日方特别安排了正宗的日本茶道体验活动。在专业茶道师的指导下，团队成员不仅学习了茶道的基本礼仪和操作流程，还通过品鉴日本传统绿茶，领略了日本茶道"和敬清寂"的精神内涵。在随后的交流环节中，中日双方就两国茶文化的历史渊源、发展脉络以及当代传承进行了深入探讨，增进了相互理解。这些精心设计的文化活动，不仅为中方团队带来了丰富的感官体验，更重要的是通过沉浸式的文化互动，深化了对日本社会、历史和文化的认知，为后续的学术交流与合作奠定了良好的文化基础。 三．收获与展望 通过此次中日科技交流计划，我方与中央大学理工学部加藤研究室在研究和文化层面建立了深厚的友谊与合作关系。此次交流不仅促进了科学知识的共享，也加深了对彼此文化的理解和尊重，为未来的合作奠定了坚实的基础。我们期待双方在未来能够共同推动更多有意义的科研项目，为中日科技交流做出更大贡献。 2025年3月5日 清华大学工业工程系人因工程与智能交互研究所团队