Введение Современные робототехнические системы (РТС) активно внедряются в промышленность, медицину, сферу обслуживания и быта включаясь в интерфейсные взаимодействия с широким кругом пользователей в том числе, не имеющими специальной подготовки для работы с ними. Пользовательские интерфейсы (UI) таких систем должны обеспечивать интуитивно понятное взаимодействие, снижать когнитивную нагрузку и предотвращать ошибки пользователя. Анимация играет ключевую роль в улучшении юзабилити, визуальной обратной связи и эмоционально-личностного восприятия интерфейса.Пользовательские интерфейсы как элементы мобильных роботов и манипуляторов являются важным инструментом обеспечения эффективного взаимодействия пользователей с цифровым содержанием среды управления [1]. Они определяют не только функциональность, но и общее впечатление от использования цифрового продукта, управляют психическим состоянием и функциями пользователя, формируют вид и форму межсистемной коммуникации.Одним из способов повысить пользовательские свойства интерфейса (юзабилити), сделать его более привлекательным и удобным является использование в информационных панелях и системах очувствления роботов мультимодальных пользовательских интерфейсов с сенсорными анимациями, которые могут быть реализованы в визуальной, аудио, жестовой, позотонической и смешанных формах. В данном направлении ведутся активные инженерные исследования в области взаимодействия человека и робота (Baecker, 1990; Ронжин, Карпов, 2006; Карпов, Кагиров, 2018; Akan, Çürüklü, Asplund, 2008; Bannat et all, 2009) [2–6]. Получены серьёзные результаты в области создания интерфейсов для пилотируемой космонавтики, социальной и сервисной робототехники [4,7,8]. Развивается направление коллаборативной робототехники, в которой процесс управления приобретает характер взаимодействия партнёров и реализуется в форме двустороннего речевого и/или жестового диалога при выполнении совместной деятельности [9,10]. Однако и в данном, и в других случаях мультимодальная коммуникация человека и робота интерпретируется разработчиками как многоканальная передача и приём информации, что противоречит современным представлениям в области психологии человеко-машинного взаимодействия. Выход из данного положения по мнению многих разработчиков лежит в использовании антропоморфности – копировании в интерфейсах интеллектуальной деятельности человека, способов планирования операций, принятия решений и восприятия действительности [11]. Например, большинство социальных роботов, помимо синтеза и распознавания речи, обладают функцией распознавания лиц и создания визуального образа и мимики лица аватара, что поддерживает коммуникацию робота с человеком. Однако невербальная коммуникация в данном случае также может быть неэффективной в случае игнорирования проектировщиками происходящих в пользователе психических процессов межличностной коммуникации и персонификации робота в сознании пользователя. Имитация и распознавание мимики являются необходимыми для социального робота, однако репертуар моделируемых эмоциональных масок лица робота ограничен и часто не соответствует содержанию коммуникации, что ведёт к ошибочным интерпретациям пользователем поведения робота.Следует признать, что психологические аспекты влияния анимации на пользователя в интерфейсах роботов в настоящее время малоизучены и являются в своём большинстве эмпирическими рекомендациями, полученными в процессе практической деятельности, а не в результате целенаправленного проектирования, что часто ведет к появлению неудачных вариантов анимационных решений и снижению качества разработок. В данной статье рассматривается влияние анимаций различных форм и модальностей на восприятие пользователей робототехническими системами, их эмоциональное состояние и когнитивное поведение.Актуальность исследования обусловлена необходимостью понимания психологических механизмов воздействия анимации на пользователей робототехнических систем с целью создания эффективных пользовательских интерфейсов, отвечающих требованиям юзабилити.Целью статьи является исследование влияния анимации на психологические механизмы восприятия пользователей. Даны предложения и рекомендации по эффективному использованию анимационных технологий. Результаты исследования могут быть полезны дизайнерам, разработчикам и исследователям интерфейсов робототехнических систем.1. Интерфейс и его значение в пользовательском опыте операторов робототехнических системИнтерфейс робототехнических систем – это средство взаимодействия человека и робота, которое позволяет оператору управлять устройством, вступать с ним в различные формы коммуникации. Интерфейсы являются ключевыми элементами взаимодействия между пользователями и цифровыми продуктами. Под термином «интерфейс» понимается структура и визуальное представление информации, обеспечивающие пользователя доступом к информации и функциональности робота. Интерфейс определяет не только способ представления контента, но и уровень доступности, удобства использования и общее впечатление от взаимодействия с роботом.Интерфейс обеспечивает пользовательский опыт, который отражает уровень удовлетворенности и комфорта пользователя возникающие при взаимодействии человека с роботом. Успешный интерфейс должен быть интуитивно понятным, легким в использовании и эффективным в достижении поставленных пользователем целей. Первое впечатление, создаваемое интерфейсом, может оказать решающее влияние на дальнейшее взаимодействие человека с робототехнической системой. Эстетика, удобство использования и функциональность интерфейса являются ключевыми факторами, определяющими общее впечатление пользователя и его желание возвращаться к данному продукту [12].С точки зрения юзабилити, интерфейс робототехнической системы должен соответствовать ряду принципов, обеспечивающих его удобство и функциональность. Среди таких принципов можно выделить простоту и наглядность интерфейса, понятность и последовательность действий робота в ответ на управляющую коммуникацию, эффективность и быстродействие интеракций [13].Анимация играет важную роль в создании привлекательного и удобного интерфейса. Правильно примененная анимация может улучшить восприятие интерфейса, подчеркнуть важные элементы и сделать взаимодействие более приятным для пользователя. Однако, чтобы достичь положительного эффекта, необходимо учитывать психологические механизмы формирования восприятия и ориентирующей коммуникации, которые могут быть как подкреплены, так и нарушены анимацией.2. Роль анимации в пользовательских интерфейсах робототехнических системТермин «анимация» произошел от латинского «anima» – душа. С французского «animation» можно перевести как «одушевление». «Анимация – это динамическое визуальное сообщение, форма и структура, развивающиеся во времени» [14]. Анимация играет ключевую роль в создании привлекательных и интерактивных пользовательских интерфейсов. Этот инструмент предоставляет возможность не только улучшить эстетический вид робота, но и усилить его функциональность, сделав взаимодействие с пользователем более динамичным и увлекательным. Условно анимацию можно разделить на пассивную (происходит на фоне, не взаимодействуя с пользователем) и интерактивную (пользователь взаимодействует с ней в реальном времени) [15]. Каждый из видов анимации должен использоваться уместно в интерфейсе робота. Например, случайные виды графических анимаций, не связанные с протекающей коммуникацией, будут отвлекающим фактором, порождающим в пользователе плохо интерпретируемый опыт взаимодействия. А, например, всплывающие окна, анимации форм и нажатия кнопок дают пользователю мгновенную обратную связь, что будет являться интерактивной анимацией. Кроме того, И.А. Гарматина в своей статье выделяет функциональную анимацию, которая является частью функциональности дизайна и используется для улучшения пользовательского опыта [15].Одним из основных преимуществ использования анимации является возможность акцентировать внимание пользователя на ключевых элементах интерфейса. Плавные переходы, появление и исчезание элементов, изменение их размера и положения – все это помогает подчеркнуть важность определенных действий или информации на странице. Например, анимированные кнопки привлекают внимание пользователя и могут стимулировать его к определенным действиям. Все эти мелкие акценты можно назвать «микровзаимодействиями», которые используются во множестве случаев, чтобы отобразить системный статус, указать пользователю на ошибку или отреагировать на его действие, что улучшает пользовательский опыт и даёт обратную связь [16].Кроме того, анимация способствует улучшению восприятия информации пользователем. Динамические элементы, такие как слайд-шоу, карусели или анимированные графики, помогают сделать контент более интересным и запоминающимся. Поскольку визуальный контент обрабатывается мозгом быстрее и эффективнее текста, анимация позволяет эффективно передавать информацию и делать ее более доступной для пользователя.Однако, для достижения положительного эффекта от использования анимации в дизайне интерфейсов необходимо учитывать не только ее декоративную функцию, но и психологические аспекты восприятия. Слишком интенсивная или бесцельная анимация может отвлекать пользователя от основного контента или даже вызывать негативные эмоциональные реакции. Поэтому важно cбалансировать количество и типы анимации в зависимости от целей и потребностей целевой аудитории.3. Влияние анимации на сенсорно-перцептивные системы пользователяСенсорно-перцептивные процессы являются одними из ключевых в структуре психики человека. Они играют важнейшую роль в формировании восприятия мира и его последующего отражения в сознании индивида. В состав сенсорно-перцептивных процессов входят два основных компонента: сенсорный (ощущение, реализуемое посредством анализаторов) и перцептивный (восприятие, итогом которого становится целостный образ предмета).Сенсорное восприятие обеспечивается органами чувств и их анализаторами, такими как зрение, слух, осязание и т.д. Анимация в интерфейсах робототехнических систем использует различные сенсорные каналы для привлечения внимания пользователя и создания уникального пользовательского опыта. Например, анимация цветов и форм может стимулировать зрительное восприятие, а звуковые эффекты могут активировать слуховые рецепторы.Перцептивное восприятие включает в себя интерпретацию сенсорной информации и формирование целостного образа предмета или ситуации. Анимация в интерфейсах управления робототехнической системой влияет на этот процесс, управляя вниманием пользователя и акцентируя его на ключевых элементах интерфейса. Например, анимированные переходы и интерактивные элементы могут помочь пользователю лучше понять текущую структуру взаимодействия и управлять им.4. Влияние анимации на высшие психические процессы пользователяАнимация может быть использована для облегчения понимания информации или навигации по органам управления и индикации робототехнической системы. Например, движение стрелок указателей или изменение цвета кнопок могут помочь пользователю ориентироваться в актуальной ситуации или обозначить активность элементов интерфейса. Кроме того, правильная анимация может повысить запоминаемость информации: движение объектов лучше захватывается зрительной системой и может способствовать более глубокому усвоению представляемого контента. Юзабилити – это область инженерной психологии, которая занимается разработкой удобных и понятных интерфейсов, которые ориентированы на максимальный психологический и эстетический комфорт пользователя [17]. Анимация является важной составляющей в этой области, поскольку она может помочь пользователям лучше понять функциональность интерфейса и эффективно с ним взаимодействовать. Например, анимация может служить инструкцией, показывая пользователям, как правильно использовать определенные элементы интерфейса. Это особенно полезно при работе с сложными функциями или в случаях, когда необходимо выполнить последовательность действий. Анимация также может помочь пользователям лучше ориентироваться и сформировать четкое представление о структуре информации.Одним из основных способов, которыми анимация воздействует на высшие психические процессы пользователя, является управление его вниманием. Динамичные и интерактивные анимационные элементы могут привлекать внимание пользователя и направлять его на ключевые детали интерфейса. Например, анимированная мимика, направление взгляда робота, его жесты могут помочь пользователю быстро находить необходимую информацию или выбирать нужные функции.Анимация воздействует на ассоциативные механизмы памяти. Динамичные элементы и движение привлекают внимание человека и запоминаются лучше, чем статические объекты. Использование анимированных иконок или графиков может сделать данные в коммуникации человека и робота более доступными и понятными для пользователя. Вместе с тем избыток анимации может привести к появлению информационных перегрузок и затруднить восприятие контента.Мышление – ещё один психический процесс, который затрагивается анимацией. Анимация может использоваться для иллюстрации сложных концепций или процессов, делая их более понятными и доступными для пользователя. Кроме того, анимация может помочь пользователю лучше оценить альтернативы и принять обоснованные решения, основанные на мультимодальном представлении информации. Анимированные переходы между фрагментами информации, получаемой от робототехнического агента, могут создать ощущение плавности и удовлетворённости пользователя, что, в свою очередь, может повлиять на качество коммуникации между человеком и роботом, делая её более эмоциональной и эффективной.Таким образом, анимация в процессах информационного взаимодействия и коммуникации может создавать эффективные конфигурации пользовательского опыта, воздействуя на разные психические процессы человека. Она вызывает положительные эмоции, облегчает взаимодействие с агентом и способствует повышению вовлечённости пользователя. При этом необходимо учитывать индивидуальные предпочтения и ожидания, чтобы каждый пользователь чувствовал себя комфортно при работе с робототехнической системой.5. Влияние анимации интерфейса робота на эмоциональное состояние пользователяАнимация в интерфейсе робототехнического агента оказывает значительное влияние на эмоциональное и когнитивное состояние пользователя. Это связано с тем, что анимированные элементы могут вызывать различные эмоциональные реакции у пользователей в зависимости от их вида, времени воспроизведения, интенсивности и контекста использования. Эмоция является одним из компонентов персонализации поведения робота, реализации модели темперамента, создания искусственной личности [18, 19]. Поведенческие аспекты, отражаемые в эмоциях робота, ведут к активации мотивационной сферы пользователя [20] повышения качества коммуникации, обратной связи.Одним из основных способов, которыми анимация воздействует на эмоциональное состояние пользователя, является создание доверия, позитивной атмосферы и настроения придавая квазиличностные черты аватару, персонажу участнику коммуникации, генерируемому в роботе. Например, мягкие и плавные анимационные эффекты и движения могут создавать ощущение уюта и доверия, тогда как быстрые и динамичные эффекты могут вызывать прилив энергии и активности. Таким образом, выбор определённого типа и формы анимации может использоваться для формирования и передачи определённых эмоциональных подтекстов, усиления общего впечатления от коммуникации. Анимация может использоваться для усиления визуального выражения эмоций. Например, анимированные лица персонажей могут передавать различные эмоции, такие как радость, грусть, удивление и т. д. Это особенно полезно в случаях, когда необходимо обратить внимание пользователя на определенные аспекты интерфейса или создать персональный и привлекательный пользовательский опыт [21].Вместе с тем, стоит помнить, что эффект влияния анимации на эмоциональное состояние пользователя может быть двойственным [22]. В случае неправильного использования или недостаточной согласованности с общим стилем и целями совместной деятельности или задачи управления, анимация может вызвать негативные эмоции, такие как раздражение, стресс или даже отторжение. Поэтому важно тщательно продумывать каждый анимированный элемент интерфейса робота в контексте его эмоционального воздействия на пользователя [23].Важно помнить, что анимация должна быть не только эстетически приятной, но и функционально значимой. Она должна служить целям пользователей и помогать им понимать и взаимодействовать с роботом более эффективно. Если анимация перегружена или не соответствует нуждам и ожиданиям пользователей, она может стать препятствием для юзабилити и отрицательно влиять на общее пользовательское поведение.6. Результаты и обсуждениеВ таблице 1 представлены типы и ключевые особенности анимаций и их роль в пользовательском опыте оператора. Применительно к роботам отметим, что пассивные анимации чаще всего используются для эмоционального взаимодействия (мигание «глаз», плавные движения, мимика, невербальная коммуникация); индикации состояния (например, мягкая световая пульсация в режиме ожидания команды). Интерактивные анимации важны для тактильного взаимодействия (робот меняет выражение «лица» при касании); обучения (роботы-тренеры показывают анимации в ответ на действия пользователя). Функциональные анимации обеспечивают чёткую обратную связь и предупреждения (например, показывают, что задание принято, сигнализируют анимацией «заряд-разряд» батареи и т. д.). Таблица 1.Типы анимаций, цели и примеры примененияTable 1. Animation types, goals, and application examplesТип анимацииОписаниеПримерыЦелиПассивнаяАнимация, которая происходит без участия пользователяДекоративные эффекты, анимации загрузки, фоновая анимация, циклические анимацииСоздание атмосферы, удержание внимания, повышение эстетикиИнтерактивнаяАнимация, которая активируется действиями пользователя, такими как клики или наведениеАнимации при наведении курсора, клики по кнопкам, переходы между страницами, раскрытие меню, активация карточек, анимации при фокусировке полей вводаОбратная связь, улучшение опыта пользователя, индикация действийФункциональнаяАнимация, выполняющая конкретную функциональную задачу и упрощающая взаимодействиеАнимации в формах, уведомления, индикация выполнения задач, прогресс-бары, анимации подтверждения действия, ошибки ввода, системные уведомленияУлучшение юзабилити, упрощение восприятия, информирование пользователя   Таблица 2 описывает влияние различных видов анимации на психологические функции и процессы пользователя. Она отражает содержание раздела статьи «Психологические аспекты восприятия анимации», где рассматриваются внимание, эмоции, мышление и принятие решений. Анимация нажатия помогает акцентировать внимание на действиях пользователя, переходы выделяют ключевые элементы интерфейса, анимация иконок создает эмоциональный отклик, а обучающие анимации способствуют лучшему пониманию сложных концепций. Важно учитывать как позитивные, так и негативные эффекты анимации. Таблица 2.Влияние анимации на высшие психические процессыTable 2. The influence of animation on higher mental processesПсихологический факторВлияние на высшие психические процессыПримеры анимацииПозитивные эффектыНегативные эффектыВниманиеУправление вниманиемПодсвечивание элементовУлучшение концентрацииДезориентацияПамятьУлучшение запоминания информацииАнимация графиковПовышение запоминаемости данныхЗатруднение воспроизведения при избыточностиМышлениеОблегчение понимания сложных процессовИллюстративные анимацииУлучшение понимания концепцийПерегрузка информациейПринятие решенийПоддержка процесса принятия решенийВизуальные и речевые подсказки Помощь в принятии обоснованных решенийПроблемы при принятии решений В Таблице 3 приведены ряд факторов, влияющих на восприятие анимации, такие как время воспроизведения, интенсивность и контекст использования. Таблица 3.Факторы, влияющие на восприятие анимацииTable 3. Factors affecting the perception of animationФакторОписаниеПримеры влиянияВремя воспроизведенияДлительность анимацииКороткие и плавные анимации уменьшают раздражение, длинные и сложные могут перегружатьИнтенсивностьСкорость и частота измененийВысокая интенсивность может отвлекать, умеренная – улучшать вниманиеКонтекст использованияСоответствие общему стилю и функциональностиАнимация, соответствующая контенту, улучшает восприятие, несоответствующая – вызывает дезориентацию Заключение и выводы.Анимация является эффективным средством повышения качества человеко-машинного взаимодействия в робототехнических системах.Анимированные реализации процессов нажатия, переходов, иконок, фоновая анимация и обучающие анимации обладают уникальными возможностями воздействия на пользователя. Каждый тип анимации выполняет свою роль в улучшении юзабилити и восприятии интерфейса.Анимация влияет на внимание, эмоции, мышление и принятие решений пользователей. Позитивные эффекты включают улучшение восприятия информации, повышение вовлеченности и улучшение понимания сложных концепций. Однако, чрезмерное или неуместное использование анимации может приводить к негативным эффектам, таким как перегрузка информацией и раздражение.Анимация способна управлять вниманием, запоминанием информации, облегчать понимание сложных процессов и поддерживать процесс принятия решений. Для достижения позитивных эффектов важно сбалансированное использование анимации с учетом конкретных задач и контекста.Время воспроизведения, интенсивность и контекст использования анимации являются ключевыми факторами, определяющими её восприятие пользователями. Короткие и плавные анимации уменьшают раздражение, высокая интенсивность может отвлекать, а контекстуально соответствующая анимация улучшает восприятие интерфейса.Анимация оказывает значительное влияние на эмоциональное состояние пользователей. Она может вызывать радость, спокойствие, удивление или неприязнь в зависимости от её характера и контекста использования. Правильное использование анимации способствует улучшению настроения и снижению стресса пользователей. Общие рекомендации для разработчиков пользовательских интерфейсов.Важно выбирать тип анимации в зависимости от конкретных задач и контекста использования. Например, анимация нажатия подходит для кнопок и ссылок, а обучающие анимации – для пояснения функционала.Анимация должна не только улучшать визуальное восприятие интерфейса, но и повышать его функциональность, избегая перегрузки и отвлечения пользователей.Анимация должна соответствовать общему стилю и функциональности интерфейса. Это поможет избежать дезориентации пользователей и улучшить их восприятие контента.Важно учитывать потенциальные эмоциональные реакции пользователей на различные виды анимации и стремиться к созданию положительного пользовательского опыта.Проблема интерфейсных взаимодействий между человеком и сложными антропоморфными робототехническими системами и средами является центральной и требует особого внимания разработчиков к протекающим в них процессам интеллектного техносимбиоза [24].