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面对面沟通一直是人类高质量传递情感、建立融洽关系的有效途径。在这个过程中,非语言因素(诸如音色音调、面部表情以及肢体语言)对沟通的质量起到了决定性的作用。有鉴于此,为了尽可能还原面对面沟通的效果,前人将以机器人为媒介的沟通系统(Robot-Mediated Communication)应用在远程沟通领域,该系统凭借在视频通信和移动能力上的优势并能为对话双方塑造出一种真实的存在感,而得到了广泛的应用。然而,对于机器人身体运动能力的研究大多集中在路径规划、自动导航等算法领域,从非语言因素的角度对机体运动进行的系统研究很少,尚无针对机体运动影响沟通效果的相关研究成果,在实际应用中也未有取得创新性突破,一定程度上,阻碍了以机器人为媒介的沟通系统和相关人机交互领域的发展。机体的运动是正在参与远程交流的操控者在主观意识下执行的结果,若要以非语言因素的角度深入研究机体运动,考虑参与者的心理和情感因素进行研究是有必要的。因此,作者基于心理学、计算机科学、设计学等交叉学科背景,对情感轨迹化表达的概念创新和应用场景进行了系统的研究。本文的主要研究成果包括:(1)证明了在以机器人为媒介的沟通中,运动轨迹这一非语言因素对情感传递具有影响,并且为进一步研究不同情感类型下的影响效果奠定了理论基础。本文基于人际交往中有关形体动作、面部表情、语音语调等非语言因素的研究,在以机器人为媒介沟通的人机交互领域中,提出了情感轨迹化的概念,并通过实验验证了情感可以通过机体的运动轨迹进行可视化表达。其次,证明了针对不同的情感类型,轨迹化的感知效果具有差异。并且,指出情感轨迹的感知效果在性别上具有普适性。最后,基于社交性格的差异,给出了对情感轨迹感知效果具有影响的性格因子。(2)提出了以机器人为媒介的沟通系统在家庭场景下的创新应用方案。本文深入研究该系统以往的应用场景,如办公环境、医疗看护、养老照料和学校教育等,提出了在家庭场景下应用的可能,弥补了在家庭环境下该应用的空白。最后通过EmoWalker这款产品,在实际场景中进行返景验证,验证了该系统在满足家庭情感交流方面的可行性。(3)提出了改进的远程聊天效果评估方法。本文基于家庭交流的应用场景,综合基本情感、社交情感和自我情感各自的特点,结合用户研究,在MRP系统的传统评估方式(相似度和亲密度)中引入情感的维度,并通过实验验证了情感维度作为评估指标的可行性。本文结合跨学科的研究思路,突破传统研究中局限于复杂的机械结构和晦涩的运行算法等方向的研究,将设计思维中的经典方法融入实验设计与产品设计当中。情感轨迹化表达的研究成果,可以进一步扩展到更多的非语言因素和远程聊天的途径中,对于处理“人-机器人交互、人-计算机交互、人-人交互”三位一体的复杂交互场景的方法完善和发展具有重要的价值。