兩人對向間隙穿越的行動因應

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(1)國立臺灣師範大學運動與休閒學院體育學系碩士學位論文. 兩人對向間隙穿越的行動因應. 研究生：葉宇恆指導教授：楊梓楣. 中華民國 103 年 1 月中華民國臺北市.

(2) 兩人對向間隙穿越的行動因應 2014 年 1 月研究生：葉宇恆指導教授：楊梓楣摘要個體朝向目的地的移動過程，持續地覺察可能產生碰撞之障礙物，並維持行動時的安全範圍，其可使個體從容地調整步態或肢段位置，以因應阻礙行走的物體或他人，此為個人空間的概念。本研究結合生態取向與個人空間的觀點，欲瞭解受視覺訊息調控的移動行為，與社會環境賦使知覺的交互作用，進一步探究環境對於因應行為的影響，同時檢證個人空間調控移動行為之議題。本研究共招募 24 名健康男性為實驗參與者，兩兩分派為一組，實驗中要求兩名參與者，同時跟隨聲響節拍且對向步行穿越間隙，過程中避免碰撞他人或物體。本實驗的自變項有：(一) 移動速度：參與者跟隨不同速率之聲響節奏方式，表現出較快及較慢的步頻 (100 與 130 步/分鐘) 及不同步行速度；(二) 空間限制程度：分別為參與者們肩寬總合的 0.9、1.1、1.3、及 1.5 倍寬度進行間隙寬度的操弄。本研究使用三維動作捕捉系統擷取動作資料，計算個人空間範圍以及肩膀旋轉角度，進而探討兩人對向穿越間隙的因應行為，將實驗所得資料進行相依樣本二因子變異數分析。研究結果顯示個體以不同速度步行穿越四種寬度的間隙，偏好維持固定的個人空間，其縱向距離不受到速度快慢及間隙寬窄的影響，但橫向安全界線則受到空間限制的影響而改變；當二人同時穿越間隙時，彼此的肩膀旋轉角度會因為對方與門板的空間變窄，而增加通過時肩膀旋轉的幅度。本研究歸結上述發現，社會環境賦使與個人空間對於穿越間隙的移動行為具有調節的功能。. 關鍵詞：環境賦使、行走步態調整、個人空間、肩膀旋轉. iii.

(3) The action adaption in two walkers face-to-face navigating through apertures January, 2014 Yeh, Yu-Heng Advisor: Yang, Chih-Mei. Abstract Moving to the destination, human must perceive potential collision continually, and maintains personal space (PS) to modulate segmental displacement or gait-pattern. PS is a flexible safe zone around oneself and leads walker adapt obstacles or other pedestrian. Ecological approach and concept of PS were used to investigate how the environment affect adaptive behavior and to know social affordance perception in human locomotor behavior. Twelve pairs of participants were recruited. They were demanded to walk through apertures face-to-face based on setting rhythm and avoid collision with door plank and the other participant. Experimental manipulation included stride frequency (100 and 130 steps/min) and aperture width (0.9, 1.1, 1.3, and 1.5 times of pairs shoulder width amount). Trunk and feet movement data were recorded by motion capture system. Shoulder rotation angle, anteroposterior axis distance, and lateral axis distance were calculated to define adaptive behavior and PS while two walkers pass through apertures simultaneously. It was found that participants prefer to keep a safety personal distance. Antero-posterior axis radii were not affected by the walking speed and aperture width, but the safety distance in lateral axis would vary with aperture widths. When a pair of walkers passed through the door aperture at the same time, they performed lager shoulder rotation magnitude in wider door aperture. Shoulder rotation magnitude was regulated by the width of aperture.. Key words: affordances, gait adaption, personal space, shoulder rotation iv.

(4) 謝誌 2011 年的仲夏日，剛踏入臺師大體育系的學術環境，那一段令人緊張又刺激的回憶；參加第一次的 TGIT 讀書會，第一次文獻報告，第一次與指導教授討論研究課題，第一次的國外學術發表…時至今日，經歷了嚴謹的學術訓練和深入的知識探索，在諸多師長與研究夥伴們的推波助瀾下，我找到自己的研究方向，並著手完成碩士班的最後一道試煉，然而，這必然不是學術的終點，而是另一個階段的起點，一個創造與分享知識的開始。由衷地感謝楊梓楣老師，謝謝您這兩年多來各方面的傳道授業解惑，從用字遣詞、學術研究、以及科普知識，到運動技能、體育教學以及做人處事道理，甚至獨特品味的培養，在碩士班能向您學習真是件很棒的事情，同時也感謝您指導我如何具備「生態觀點」的知覺能力，在面對與過去相似的事件，嘗試以不同的視角重新審視相同的人事物，使對事物的見解更加完整。感謝卓俊伶老師對於學術及大學教授角色的堅持，這也不斷地鞭策著我堅守研究生的崗位並完成應盡的責任；感謝口試委員賴世炯老師，給予我的碩士論文許多建議與指教。感謝 TGIT 所有的研究夥伴及學長姐，讓這個研究室充滿家的感覺，面對未來的種種挑戰也都能在這裡找到解決的方法與動力。謝謝有趣又歡樂黃家三學長 (嘉君、嘉彬、和嘉笙學長) 的組合，總是能平緩我緊張的心情；謝謝長志學長如同小教授般的教導，無論是統計、研究法、或文章撰寫皆有問必答；感謝美食小隊長的銘仁學長，在學術交流之餘分享美食資訊；謝謝嘉音老師、鳴遠學長、詩薇學姐、安婕學姐、溫旬學姐的模範與鼓勵，讓我能跟隨著各位的腳步穩穩地邁進；謝謝重引和林逸的協助與幫忙。最後，感謝臺灣師範大學體育學系，提供優渥的師資和學習環境，在這段學習期間滿載知識與技能而歸。葉宇恆謹誌 2014 年 1 月. v.

(5) 目次口試委員與系主任簽字之論文通過簽名表………….….……………………………………i 論文授權書…………….……………………………………….…..…………………………ii 中文摘要…………………………………..…………………….……………………………iii 英文摘要……………………………………………………………..………………………..iv 謝誌………………………………………………………………………….…………………v 目次………………………………………………………………….…………...……………vi 表次…………………………………………………………………………………..………ix 圖次…………………………………………………………………................……….………x. 第壹章. 緒論…...………………………………………………………………1. 第一節. 問題背景…...…………………………………………………………………1. 第二節. 研究問題與假說…...…………………………………………………………4. 第三節. 研究基本假定與限制…....……………………………………………………5. 第四節名詞解釋......................…...……………………………………………………5 第五節. 研究重要性......…...…………………………………………………………7. 第貳章文獻探討…...…………………………………..……………………..8 第一節移動行為之生態觀點…...……………………………………………………..8 第二節. 移動行為之動態觀點...………………………………………………..……10. 第三節環境對移動行為之影響因子…...……………………………………………15 第四節. 人際互動情境與移動行為的因應.........…...………………..…..…………18. 第五節. 文獻小結…………………………….…...……………..…………..………22 vi.

(6) 第參章研究方法…...…………………………………..……………………23 第一節實驗參與者……………...……………………………………………………23 第二節實驗設備與場地佈置.....………………………………………………..……23 第三節實驗設計與流程………………...……………………………………………25 第四節資料處理與分析…………………............…...………………..…..…………26. 第肆章. 結果......…...…………………………………..……………………30. 第一節個人空間的距離變化…...……………………………………………………31 第二節情境限制對於轉肩因應行為的影響.…………………………………..……35. 第伍章. 討論......…...…………………………………..……………………38. 第一節個人空間之路徑因應…...……………………………………………………38 第二節. 第陸章. 肩膀旋轉角度最大值之肢段因應...…….…………………………..……41. 結論與建議......…...…………………………………..……………43. 第一節結論……………………...……………………………………………………43 第二節建議…………………………………....…….…………………………..……43. 引用文獻……………......…...…………………………………..……………45. vii.

(7) 附件…………………........…...…………………………………..……………51 附件一參與者知情同意書……...……………………………………………………51 附件二實驗流程圖……………...……………………………………………………52 附件三反光球標記位置表……...……………………………………………………53. viii.

(8) 表. 次. 表 1 參與者資料及肩膀寬度…………………………………………………………..…30 表 2 未表現路徑偏移的次數統計……………………………………………………..…31 表 3 縱軸距離的相依樣本二因子變異數分析摘要表……………………………..……32 表 4 橫軸距離的相依樣本二因子變異數分析摘要表………………………………..…33 表 5 不同間隙寬度−橫軸距離主要效果的事後比較表…………………………...….…35 表 6 肩膀旋轉角度最大值的相依樣本二因子變異數分析摘要表………………......…35 表 7 不同間隙寬度−肩膀旋轉角度最大值主要效果的事後比較表……………..……..37. ix.

(9) 圖. 次. 圖 1 個人空間示意圖…………………………………………………………………….....6 圖 2 細格裝置模式示意圖…………………...……………………………………………12 圖 3 細格裝置模式：「人−物」情境示意圖....………………………………...…………13 圖 4 細格裝置模式：「人−人−物」情境示意圖…......……………...……………………14 圖 5 實驗場地佈置圖………………………………………………………………………24 圖 6 行走速度與縱軸距離的交互作用……………………………………………………32 圖 7 間隙寬度與縱軸距離的交互作用……………………………………………………33 圖 8 行走速度與橫軸距離的交互作用……………………………………………………34 圖 9 間隙寬度與橫軸距離的交互作用……………………………………………………34 圖 10 行走速度與肩膀旋轉角度最大值的交互作用……………………..………………36 圖 11 間隙寬度與肩膀旋轉角度最大值的交互作用…………………..…………………36. x.

(10) 第壹章. 緒論. 雙足步行是人類基本的動作技能之一，為抵達各個目的位置，個體必須安全地移動至目的地，以達成意圖。透過行動者與環境的持續互動，可覺知到關乎特定行動的關鍵訊息，因而表現適配的因應行為。本研究旨在探討步行速度與空間限制對人際間移動行為調整的影響，本章內容包括：第一節、問題背景；第二節、研究問題與假說；第三節、研究基本假定與限制；第四節、名詞解釋；與第五節、研究重要性。. 第一節問題背景移動技能 (Locomotor skills) 屬於人類動作發展中的基本動作，為達成某特定需求，個體在空間中整體性位移的動作表現即為移動行為，例如爬行、步行、奔跑、跳、或是倒立行走。行動 (action) 是一種目標導向的動作表現，當個體確立意圖後，將盡其所能地達成目的，人類的種種行為由不同種類的行動所構成，雙腳步行是移動行為的動作表現之一，也是人類賴以生存的基本行為能力，每天都有數以萬計的步行表現，走路去上班或上學、奔跑著追趕公車、漫步在森林中、或是穿梭在人山人海的夜市裡，在行走的過程，個體如何得知下一刻的步伐位置，面對諸多障礙物該如何改變路徑繞行而過，亦或遇到突然駛出巷口的機車，個體該如何因應這些難以預測的環境，做出適當的行為調整？人類的步行表現一直是從事動作行為研究之學者們，深感興趣的課題。個體的感官系統具有傳遞環境訊息的功能，透過不同知覺管道的運用，例如視覺、聽覺、味覺、觸覺、及嗅覺等，可主動擷取其訊息並表現相對應的行動，然而，視覺系統對於移動行為是深具導引的功能，個體必須注視移動中的汽車、或掃視人行道上的樹木及行人彼此的相對位置，以判斷是否需要改變路徑或行走速度，方得以安全地步行通過。Gibson (1979) 對於環境中的物質屬性提出獨特論述，認為不同的狀態特質將影響特定行動表現，例如個體可行走在冰河，但當冰河融化為液態水時卻無法正常步行，換言 1.

(11) 之，特定的物質屬性對特定動作型態具有某種允許性，此種導引行動的因子潛在於環境中，Gibson 將影響個體行動的環境屬性視為訊息 (information)，其具有結構性與能量，並豐沛地散佈於環境，當個體具有行動目的時，可透過視知覺系統主動擷取與行動相關的訊息，表現適配的動作型態，例如棒子可提供行動者在不同工作需求下表現揮動、刺穿、敲打、或折斷等動作；而床舖可賦予個體在不同時間狀態下坐、躺、或滾動等行為，因此，Gibson 將環境中意含行動可能性的訊息稱為「環境賦使」(affordances)。Tucker 與 Ellis (1998) 以認知心理學之訊息處理觀點，認為環境賦使是所處環境賦予行動者覺知物體的視覺表徵，以及物體本身屬性所提供特定的動作型態，並強調此現象是知覺與行動精熟的連結。Stoffregen (2003) 則認為環境賦使不應只是環境中的物質屬性或個體本身的某種特質，而是「動物-環境系統」(animal-environment system) 的交互作用，亦為生命體與環境彼此屬性之間的關係，環境賦使既存於環境中，行動者確定了意圖的當下，即可覺知到適配該情境的行動訊息，其代表著生命體「可以做什麼」，並非「必須做什麼」(Stoffregen, 2003)。基於生態心理學的觀點，與行動相關的訊息存在於行動者與所處環境間，個體覺知環境賦使就如同收音機接收電波般 (Michaels & Carello, 1981)，無須對於電波內容進行處理或運算，透過天線的接收即可播放電台所放送的音樂，生命體知覺訊息的歷程正也是如此的直接，感官系統猶如天線，意圖的改變可視為收音機頻率的調整，主動擷取環境賦使的行動訊息，並表現特定的行動表現，這也就是生態取向所強調的「直接知覺」的核心概念 (Gibson, 1979; Michaels & Carello, 1981)。依循著 Gibson 的生態觀點，Warren (1984) 以判斷個體最大登階高度為工作任務，開啟了知覺環境賦使的研究，其結果如同環境賦使觀點的論述，個體的行動判斷，是知覺自身屬性與環境屬性之間的特定關係，亦為覺察環境中的訊息恆定性 (invariant)，不同身高、腳長的行動者，面對數個高矮不一的階梯，知覺到的是身體與環境恰處於某種特定關係，此種無維度的定值如同行為允許與否的邊界，在判斷最大登階高度研究中發現此行動的關鍵比值，是腳長與階梯高度之間的尺度關係，當比值大於 0.88 時，個體則無法達成登階動作，因此行動可能性的訊息知覺，是關乎於個體的身體尺度 (body-scale)； 2.

(12) Oudejans, Michaels, Bakker, 與 Dolné (1996) 以棒球外野手接高飛球為實驗情境，發現行動歷程有助於個體擷取可否接取的關鍵訊息，經由跑動中覺察自身的移動能力，可更精確地判斷飛球能否被接住，因此覺知環境賦使也關係到個體的行動尺度 (action-scale) ，這也驗證 Gibson (1979) 對於行動與知覺相互助益的說法：「我們為了行動而需要知覺，但我們也必需為了知覺而行動」(p. 223)。根據過去環境賦使的研究可知，個體除了可準確覺知自己的環境賦使訊息 (Cesari & Newell, 2000; Mark, Nemeth, Gardner, Dainoff, Paasche, Duffy, & Grandt, 1997; Warren, 1984; Warren & Whang, 1987)，亦可覺知到他人所處環境的行動可能性 (Jiang & Mark, 1994; Mark & Vogele, 1987; Mark, 2007; Ramenzoni, Riley, Davis, & Snyder, 2005; Stoffregen, Gorday, Sheng, & Flynn, 1999)，觀察搬運工人扛著冰箱能否登上階梯、或是判斷小孩能否抱起大球，Runeson 與 Frykholm (1983) 認為行動者動作執行的歷程，即與環境物質產生互動，觀察者可從兩者的互動歷程覺察到該動作的運動學及動力學特徵，判斷其意圖以及相關的訊息，例如搬運時的物體重量、移動姿態、或是跨越地面坑洞，他人的行動當下同時提供訊息，使個體能覺知到他人的環境賦使，關於覺知他人環境賦使的研究結果，將於文獻回顧章節進一步的闡述。根據上述對於環境賦使的陳述，可以解釋行動者如何在佈滿各式各樣物體的環境，覺察有效率且適宜的移動路徑，意圖的確定以及環境賦使的覺知，即可引動個體安全的行走在不同的路面，然而，環境中除了靜態的物體外，也可能存有移動中的物體或他人， Gerin-Lajoie, Richard,與 McFadyen (2005) 引用行動安全界線的概念，將圍繞自身的橢圓形的安全區域定義為個人空間 (personal space, PS)，此界限存於行動者與環境互動歷程，不限定外在物體的狀態或本質，移動或靜止，還是無機體或生命體，一旦進入行動者的安全範圍，將提高個體受迫的不舒適感，動作者同時遵循著行動效率性的原則，移動過程為避免碰撞將維持特定的距離，透過視覺接受環境訊息對行動的導引，安全且平順的繞行於諸多障礙物之間；相較於穿梭於靜態物體，在人群中步行的情境是更加複雜，面對眾多的路人朝不同方向持續移動著，可能是對向走近或從旁交錯而過，每位行人的行動安全區域，提供適合自身動作能力的空間範圍，讓行動者有足夠的時間與距離因應環境潛在的危險物質。人與人之間的協同就如身體各肢段間的協調，因應行動的表現也如 3.

(13) 同動作型態的轉變，Marsh, Richardson, Baron, 與 Schmidt (2006) 進一步說明具社會互動的生命體亦可覺知「社會的環境賦使」(social affordance)，如同生態觀點所論述的環境賦使覺知機制，人際間的社會關鍵比值 (social pi-number) 直接提供行動型態轉換的可能性，減緩行走速度或是轉肩穿越人群。許多移動器械的擬人系統，多數採納個人空間的概念，使機器的移動路徑與因應策略更貼近人類的動作表現，而動作行為學家則將擬人系統與人類的真實行為進行比對，藉以驗證與找尋影響個體移動行為的關鍵變項。歸結以上述的理論背景可知，人類動作行為的結果存在於個體與環境的互動中，意圖導向個體擷取特定的關鍵訊息，使行動在最有效率的狀態下表現 (Pham, Hicheur, Arechavaleta, Laumond, & Berthoz, 2007)，然而充斥著諸多無機物質以及有機生命體的環境，對於生命體動作行為的探究，應嘗試聚焦於人與人之間的相互影響，亦即「人-人環境」系統中影響個體行為的環境因子，方可更直接的推論與解釋日常情境的移動行為，本研究透過兩人同時行走穿越不同間隙寬度的空間限制，來檢視具有他人的環境對個體移動行為的影響；此外，使用個人空間的觀點，可更貼近個體因應人際互動的情境，過去有關於探究個人空間的影響變項研究，僅只有外在物體的移動 (Cinelli & Patla, 2007)、注意力的干擾(Gerin-Lajoie, Richards, & McFadyen, 2006)、以及年齡效應造成的行動能力差異(Gerin-Lajoie, Richards, Fung, & McFadyen, 2008)，然而，行動者在各種情境要求下表現不同速度的步行，是否改變環境危險程度的感受，而影響行動的安全範圍？針對移動行為的個人空間，本研究認為個體的移動速度變項仍有待進一步驗證。. 第二節研究問題與假說一、研究問題基於理論背景及問題背景的論述，發現個人空間的議題仍需進一步驗證，因此本研究提出的問題如下： (一) 不同的步行速度要求，是否影響行動者的個人空間範圍? (二) 面對不同空間限制的環境，個體是否保持相同的個人空間範圍? 4.

(14) (三) 肩膀旋轉幅度是否隨著不同程度的空間限制而改變? 二、假說依據本研究的理論背景與過去相關文獻的探究，針對研究問題提出以下假說： (一) 移動速度較快的情境下，表現行動因應者的人際距離範圍顯著大於速度較慢的情境。 (二) 表現行為因應者的人際距離範圍，在最小間隙寬度的情境會顯著小於最大間隙寬度的情境。 (三) 隨著間隙寬度變窄，個體的轉肩最大值會顯著增加。. 第三節研究基本假定與限制本研究主要著重在探究行走速度與間隙寬度對因應行動的影響，藉由節拍器產生不同節奏的聲響，導引參與者不同的行走速度，以觀察個人空間範圍與肢段轉動的因應是否產生改變，基於生態心理學之知覺行動理論，本研究假定含有節奏相關之聲音訊息，參與者皆能覺知其訊息並表現出相同速度的步行移動。本研究是為動作行為學領域的研究，觀察個體在人際互動情境中的因應行為，因此只針對影響參與者行為表現的環境變因進行討論，並不考慮文化背景對於互動行為的影響。. 第四節名詞解釋一、個人空間 (personal space, PS) 此空間概念如同 Warren 與 Whang (1987) 提出行動的安全界線，特定於個體與他人之間的人際互動情境，行動歷程中為維持動作表現的安全與舒適性，以一橢圓形圍繞於行動者的界限，當他人越逼近此範圍時，將提高個體內心的不舒適程度，因而表現相對應的因應行動，例如行走路徑或速度改變。本研究中採用以下兩個軸向的人際距離來推 5.

(15) 估個人空間範圍（如圖 1）： (一) 縱軸距離：兩位行動者對向移動過程，較早產生路徑偏移的個體與他人之間的縱向距離 (二) 橫軸距離：對向行走情境錯身而過時，兩位行動者距離最為接近的橫向距離。. 圖 1 個人空間示意圖二、互動 (interaction) 個體可覺知環境中無機物質賦使特定行動的訊息，亦可覺察他人行為所提供個體的行動允許性，此種特定於他人環境賦使的知覺為社會知覺(social perception) (Mark, 2007)， Valenti 與 Good (1991) 基於社會知覺的觀點，認為當兩個或兩個以上獨立的知覺系統，相互產生連結時，個體本身的行動將受到他人的動作表現而影響之情境，為個體間的社會互動現象。本研究要求兩位參與者對向移動於相同路徑或穿越同一間隙，彼此透過視覺觀察他人的行動，因而影響自身的移動行為，藉此探究互動情境個體行為的相互影響。三、調整行為 (adaptive behavior) 移動行為基於維持步行的穩定性與流暢性，前瞻式地覺察環境中可能造成碰撞的危險因子，並表現適配的閃避行動，可能是步態的細微調整、增加擺動期足底離障礙物的 6.

(16) 空間、改變移動方向與路徑、或是停止移動等，數種應對表現皆為步行時的調整 (Patla, 1997)，本研究操弄個體的步行移動速度與空間限制程度，觀察他人與門板共同可能產生碰撞的複雜情境，個體以側向移動改變行走路線與旋轉肩膀的調整行為表現。. 第五節研究重要性自從 Warren 與 Whang (1987) 以環境賦使之理論基礎，初探穿越間隙的因應行為，引發諸多學者企圖探索及驗證不同情境移動行為的影響因素。無論是生態觀點或動態系統取向，皆聚焦於對不同狀態的環境物質之行為因應，並將結果推論至人際互動的情境，而 Gerin-Lajoie, Richards, 與 McFadyen (2005) 首度以個人空間的概念進行量化研究，用以解釋個體於人群中行走的因應原則，並預測其移動路徑，過去驗證個人空間的影響變項很少，本研究將以過去較少關注的步行速度變項，藉此補強個人空間調控因應行動之研究的完整性，並結合生態觀點探究移動行為的研究典範，操弄間隙穿越的空間限制程度，進一步探討具有人際互動的穿越間隙情境，藉由本研究將提供更具生態效度的研究結果，可對真實場域的因應機制可有更深入的了解。. 7.

(17) 第貳章. 文獻探討. 基於研究問題與理論背景，本章將探討過去有關移動行為之相關文獻，從生態取向著手了解個體行動與環境知覺之間的關係，借助動態系統的觀點探討移動行為改變的歷程，最後以個人空間的概念，了解個體如何應對複雜多變且難以預測的互動情境。本章主要內容為：第一節、移動行為之生態觀點；第二節、移動行為之動態觀點；第三節、環境對移動行為之影響因子；第四節、人際互動情境與移動行為的因應策略；第五節、文獻小結。. 第一節移動行為之生態觀點一、行動與知覺移動是生命體為達成某種意圖，個體在空間中整體位移的動作表現，例如嬰兒朝向喜愛的玩具爬行、或行人步行穿越路口，因此移動的行為表現包含心理意圖、環境特質、以及訊息的覺知 (Koenderink, 1999)，然而當個體確立了意圖，隨後的行為如何被產出，成為動作行為學者們深感興趣的課題；認知心理學的觀點強調訊息被個體理解的歷程，動作行為則是經由大腦對於刺激進行確認、選擇、以及編序等訊息處理階段後的產物，然而不同表面的物理特質可能會改變行動者原先的動作型態，例如個體移動在硬質的水泥地上，或是軟質的海綿墊上的步態將有所不同，換言之，生命體必需隨時隨地因應環境的改變，以達成特定的意圖，因此個體的行為是富有彈性與適應性，而非一成不變的 (Warren, 2006)。美國生態心理學者 Gibson (1979) 以直接知覺的概念，提出環境賦使一詞，解釋環境中具有引導行動的關鍵因子，認為所處的三維空間或環境物質中具有特定能量結構的配當，當觀察者或物體位移時，在視覺上會產生連續性的改變，其特定於觀察者與所處環境物質的相對位移，透過知覺系統 (perceptual system) 可覺察兩者間的關係 (Gibson, 1979)，以適配的行動來因應環境；Stoffregen (2003) 進一步認為環境賦使的 8.

(18) 概念應建立在「動物-環境系統」(animal-environment system)，其代表兩者屬性之間的特定關係，以及何種行動是個體可以表現，例如向前步行至目的地、側身閃避對向來車、或跨越地上水窪，從 A 點行走至 B 點的移動過程該如何因應環境，其答案早已存在於環境中，因此知覺環境賦使即為覺察自身行動的可能性。存在於環境的行動機會是生態觀點與環境賦使的核心概念 (Gibson, 1979)，主要探究的是個體如何覺知環境的物體或表面中與行動相關的訊息，以及何種訊息引導出的特定行動 (Gibson, 1958)；Gibson (1979) 曾說「移動與操作性動作並非受到大腦的控制，而是受控於生命體-環境系統中的訊息」(p. 255)，Warren (1998) 也認同視覺訊息調控行為的論點，認為行動是受到訊息的控制，具有工作特殊性且鑲嵌於當下情境，以突現 (emergence) 的特質存在於行動者與環境的交互作用中，行走、閃避、停頓、或追隨移動中物體等移動行為皆受到訊息的引導。二、知覺自身的環境賦使過去探究個體在動物-環境系統中覺知環境賦使的相關研究，發現身體維度與環境屬性之間具有某種特定關係，例如腳長與最大登階高度的登階行為 (Warren, 1984)、手掌寬度與最大物體的抓握行為 (Cesari & Newell, 2000 )、以及肩膀寬度與穿越間隙的轉肩行為 (Warren & Whang, 1987)；然而人與環境之間的屬性關係並非單純只是外在物質與身體肢段之間的關連，應包含行動能力與環境交互作用的關係，例如外野手判斷高飛球可否接取與其移動能力息息相關 (Oudejans et al., 1996)，個體的各種能力同時影響特定行動可能性的知覺判斷，包括距離、高度、大小、以及速度，透過行動尺度的覺察可使得對於下一刻行動表現的決策與判斷將更加精確 (Stefanucci & Geuss, 2009; Witt, 2011)，因此環境賦使訊息是關乎於個體的身體尺度與行動尺度。三、知覺他人的行動能力 Gibson (1979) 曾提到「我們都可以覺知同一個世界」(p. 200)，認為訊息是可被共享的，當兩人同時欲行走穿越同一扇門時，個體可以清楚地覺知門的寬度所賦使行動的訊息，如果訊息是豐沛的存在於環境中，且具有引導個體行動的功能，相同的一扇門是否也能提供另一個個體，覺知到相同的訊息表現因應行動呢？除了知覺者，行動者亦可在 9.

(19) 任何時間地點與環境產生互動，當知覺者轉換成行動者時，其關係是建立在知覺者與環境間，反之，當知覺者不再是行動者時，其關係則建立在他人與其環境中，因此關係建立與否的關鍵在於行動者與所處環境之間的交互作用，而訊息即為兩者的屬性關係；對於觀察者而言，身旁其他的生命體就如同周遭物質一般，皆可被視為環境的組成之一，當他人與環境產生互動的當下，其行動表現也在提供訊息，同時可被觀察者覺知 (Mark, 2007)。Runeson 與 Frykholm (1983) 以動態的運動學特徵 (kinematic specification of dynamics, KSD) 原則，發現個體搬運重物的過程，物體與行動者的互動之間存在有該動作的動力學及運動學特徵，例如力量的呈現、物體重量、以及姿勢等，觀察者可覺察他人的行動特徵，判斷行動者的意圖、性別、以及與行動相關的訊息，因此過去許多研究皆對此問題與假設進行驗證，發現觀察者確實有能力判斷行動者的行動可能性，換言之，個體具有覺知他人的環境賦使的能力 (Mark, 2007)，例如他人的最大坐高及攀登高度 (Mark & Vogele, 1987)、他人的最大跨越距離 (Jiang & Mark, 1994)、他人的可坐高度 (Stoffregen, Gorday, Sheng, & Flynn, 1999)、以及他人的觸及物體距離 (Ramenzoni, Riley, Davis, & Snyder, 2005)。. 第二節移動行為之動態觀點近年來，受到 Bernstein (1967) 提出個體如何掌控諸多自由度的問題所影響，以非線性的動態系統闡釋人類動作行為的探究逐漸增加。動態 (dynamics) 是指物質隨著時間更迭的質性變化，在某種情境下，複雜系統內的改變受到環境中諸多因子共同影響，其使物質鉅觀改變的變項稱為次序參數 (order parameter)，控制參數 (control parameter) 則是造成系統微觀的轉變之關鍵因子，Kugler 與 Turvey (1987) 發現動作表現的歷程亦受到控制參數或吸引子的影響，並認為分岐點 (bifurcation) 具有使動作行為轉變至另一種截然不同型態的特質，Haken, Kelso, 與 Bunz (1985) 提出 HKB 模式 (Haken-KelsoBunz model)並以控制參數的概念預測和解釋雙手節奏性動作的相位轉移現象，發現動作頻率的增減確實會影響左右兩側手指擺動的相位關係，無論是同向位 (in-phase) 或反向 10.

(20) 位動作 (anti-phase)，皆因為動作頻率的改變導引節奏性動作忽然轉變至穩定狀態，進一步 Beek, Peper,與 Stegeman (1995) 證實複雜系統從一穩定狀態轉移至另一穩定狀態的相位轉移現象，也存在於人類肢體表現規律的節奏性動作中，例如四足動物的移動行為、呼吸、或彈奏樂器；人類的步行移動，會因為步頻或步長受到情境的擾動，突然改變雙足步行的步態週期，從雙腳先後推蹬地面的步態轉變為具有騰空期的跑步型態，因此，步行速度的增減將會影響肢段間協調之運作，不同的頻率關係也代表著某種穩定狀態，例如手臂與腳的擺動頻率，使得個體行走時多肢段間的節奏性動作表現，因為彼此協調而得以適當地控制。 Schoner 等 (1995) 以低維度的模式來解釋人類移動的行為策略，進而設計擬人的移動機械控制系統，Warren (2006) 深受其影響，透過動態取向觀察目標導向的移動行為，將關鍵的行為變項納入數學運算式與模式化，預測人類步行移動的因應行動，驗證行動在所處環境與個體的動態互動中的突現現象，然而行為的突現是受到環境訊息的控制，如同 Gibson 對於訊息覺知的闡述，視覺光流提供觀察者與所處環境相對位置與移動的訊息，Warren (2006) 亦認為視覺光流與自我尺度覺知是調控個體移動的要素，假定移動的瞬時速度為定值，調節個體移動方向的變項是行動者的方向改變率，即為角位移變量的概念。 Warren 與 Fajen 過去致力於人類移動行為的路徑計劃與行為突現之探討 (Warren, 2006; Warren & Fajen, 2008)，認為目標位置與障礙物的關係如同吸引子與排斥子的特質共同影響行為，解釋不同複雜程度的情境，分別為「行走至目的地」、「繞行障礙物」、以及「閃避移動中的物體」，以下針對三種移動情境進行討論。一、行走至目的地餓著肚子走向附近的便當店，或是移動至電影售票口，目的地位置對於個體行動因為有意圖的存在而具吸引力，受到起始位置與目的位置之間距離的影響；行走的歷程中，個體的移動方向與目的地的相對方向差值稱為方向誤差 (direction-error)，Warren (2006) 認為行動者嘗試將方向誤差減至接近零的定值，即可以正確的移動方向行走至目的地，透過夾角的調控以靠近與目的地的距離，在轉向為直線行走前保有最低耗能的曲線移動路徑 (Fajen & Warren, 2003)。 11.

(21) 二、繞行障礙物如同上一個情境假設，在移動路徑上可能有阻礙行動的直線行走的物體，可能是樹木、停在路邊的汽機車、或是建築物，將此種可能阻擋路人行走的物體視為移動行為的排斥子，因此在行走過程會使方位誤差增其變異，同時增加障礙物與移動方向的方位誤差，以因應與計劃繞行的行走路徑，另外 Fajen 與 Warren (2003) 發現障礙物對行為的排斥影響力最遠達 4 公尺的距離。三、閃避移動中的物體無論是移動中的路人、汽機車、或是在路上滾動的物體，皆屬於動態的障礙物質，行走的過程對自身行動能力以及 Tau 的時宜訊息之覺知，可得知因應移動中物體的最適時機，Colen, Bruggenman, 與 Warren (2006) 操弄物體以不同速度及角度移動，探討個體偏好的因應表現，其結果發現當物體移動速度大於 0.6m/s，或是物體與行動者位置夾角大於 140 度時，個體將會先將減緩步行速度，讓物體先行通過可能的碰撞點後，再加速通過。. 圖 2 細格裝置模式示意圖. 12.

(22) 循著前文將行走環境簡化成個體與物理環境的論述，得以瞭解移動行為在兩者互動間的現象，以及影響行走路徑和因應表現的數個關鍵因子，透過模式的建立與人類行為比對其吻合程度，此種逆向推論的取向常用於機械系統設計以及交通安全的人群流動觀察，Schadschneider (2002) 將所處環境以 2 維的細格圖形簡化代表，假定每個體為 40 平方公分的橢圓形並佔據其中一個方格區域，每一個細格都含有正向與負向的意含，因此圍繞於行動者的 8 個細格即為行動的可能性 (如圖 2)，若細格中已被他人或物體占據，對行動者的訊息即為無法行走之意義 (如圖 3 與圖 4)，個體可以從數個細格中選擇或受吸引子較大的細格而行動，所以細格裝置模式 (cellular automata model) 可說明環境提供數個方位的移動可能性，亦可觀察行動者行走的歷程於圖形上位置的變化。以及。. 圖 3 細格裝置模式：「人-物」情境示意圖. 13.

(23) 圖 4 細格裝置模式：「人-人-物」情境示意圖 Wąs, Gudowski, 與 Matuszyk (2006) 將細格裝置模式的概念應用於人際間社會距離的探討，認為含有行動可能性的環境方格中有著不同的社會距離力量 (social distance force)，以二維向量的方式影響著個體的行走路徑，此種社會力量是一種行動機會的概念，讓行動者判斷環境中何處有較佳的移動方向，並表現繼續向前行走或轉向至其他路徑；另外，Helbing 與 Molnar (1995) 將所處環境中推動個體的潛在力量稱為社會力量，此力量間接且抽象的影響著互動人群中的每一個個體，透過外在移動行為的量測，以推估社會力量對行為的影響，即為「社會力量模式」 (social force model) (Helbing, Farkas, & Vicsek, 2000)，此模式中認為意圖會使個體加速移動至目的地，牆壁、建築物、或其他靜止的環境物體將降低穿越人群過程的情境危險性，相較於移動的他人，個體偏好先接近至靜止狀態的物體，以確保對向行走的個體不再具有碰撞風險，所以移動中的他人或障礙物是具有排斥子的特質，持續地與行動者互動；Ratsamee, Mae, Ohara, Takubo, 與 Arai (2012) 進一步將臉部表情的社會影響因子納入模式的建立，使機器人的偵察系統可準確判斷人類行動的意圖，以輸出更人性化的因應策略。. 14.

(24) 第三節環境對移動行為之影響因子移動行為是指生命體將身體位移至另一個位置的行動表現，可以是爬行、雙腳行走、亦或操作移動器產生的移動（例如汽車、機車），一般而言，是對於人類雙腳行走的動作行為進行探討，基於知覺與行動的論點，移動行為受到視覺訊息的調控 (Warren, 1998)，充斥著訊息的環境引導個體步行至目的地，或是繞過行人道上的樹木，甚至是側身閃避迎面而來的路人，行動者與環境的互動建立在意圖或目的地的確立，行動的過程持續的覺知環境賦使，監控能否達成意圖以抵達目的區域，透過瞭解「人-環境」系統中外在物體對個體位移行為的影響，方可對於具互動性的「人-人-環境」系統進一步的探究。行走路徑上不同的環境分佈或特質，將引動個體表現出不同的移動方式與路徑，面對固定於地面的障礙物可繞其而行，或是側身穿越狹窄巷弄，如同環境賦使的概念，行動者覺知環境中可行動的區域或可通過的間隙，表現安全的位移行動；關於行動可能性的覺知，Mark, Nemeth, Gardner, Dainoff, Paasche, Duffy, 與 Grandt (1997) 認為個體覺知行動的最適值是關乎身體與行動尺度的，使行動者在偏好的情境下表現動作，Warren 與 Whang (1987) 探討個體行走於不同寬度的門板間隙中的因應行為，其結果發現轉肩行為是特定於間隙寬度與肩膀寬度兩個屬性之間的關係，當寬度小於行動者肩寬的 1.3 倍時，該情境即賦使個體轉動肩膀穿越間隙，其因應行為並非發生在間隙寬度等同於肩膀寬度的情境，個體則是帶有 1.3 倍肩寬的安全界線，使穿越間隙時能保有安全行動的距離；Fath 與 Fajen (2011) 重新檢證行走穿越間隙的訊息覺知歷程，認為個體所覺察的不只是肩寬與間隙寬度之間的關係，行走時身體橫軸擺動及步伐長度，可能對於行動相關特質的覺知上扮演著更重要的角色。因此，避免碰撞是移動行為對於安全行走的重要要求，需要持續的監控潛在的路徑或可行動的空間，使動作型態可因為具有碰撞風險的環境而有適宜的改變，例如移動路徑上的改變、行走速度的降低、或是轉動肩膀與縮小步寬的肢段位移，數種的行動因應皆在舒適且安全的前提下執行。過去關於穿越間隙的因應行為的相關研究中，指出要求個體對於不同間隙寬度可否 15.

(25) 穿越的知覺判斷，個體可將外加物體的尺度特質納入行動能力的覺知，即使是裝扮成孕婦 (Franchak & Adolph, 2007) 或坐於輪椅 (Higuchi, Cinelli, Greig, & Patla, 2006) 進行穿越可否的判斷，仍可吻合真實行動的寬度，其代表人類具有立即適應身體尺度改變的能力；然而 Stefanucci 與 Geuss (2009) 依據參與者體型的相對尺寸分為體寬組及體窄組，進行間隙可否穿越的判斷，結果發現體寬組判斷的間隙寬度顯著較體窄組來的小，認為體態改變會影響身體尺度的覺察，同時造成知覺參照隨之改變。不同於上述數篇知覺判斷的研究，Wagman 與 Taylor (2005) 則讓參與者手持 T 形器物真實的穿越不同寬度的間隙，發現個體在行走的過程中可立即適應物體的尺寸，並覺知器物特定於行動的屬性關係，安全的表現穿越間隙的行為；Higuchi, Cinelli, Greig, 與 Patla (2006) 比較正常行走、手持橫桿、以及乘坐輪椅三種穿越間隙的移動方式，發現個體的行動會受到外在物質的配連而有所限制，所以手持橫桿時會比無橫桿的移動方式更早轉動肩膀，以配合器物的尺寸共同穿越，在行動者可以轉肩的情況下，肩轉角度會依據間隙寬度的改變而因應；隨後 Higuchi, Seya, 與 Imanaka (2012) 重置研究並進一步發現，肩轉幅度並不會受橫桿的長度而改變，其證實個體對於身體尺度改變有著絕佳的敏銳性與適應性，另外，在不同的間隙寬度中，個體仍能以 6 至 10 公分的最小空間界線，維持安全行動的最低限度。經由上述文獻可證實行動者的行為最適範圍是由身體尺度與行動安全區域所構成，確保行動的歷程不受外在碰撞，以及行動表現的效率性，無論行走路徑上有不同大小的障礙物，皆可以維持特定的安全範圍，表現適配於當下情境的因應行為，例如側身通過較窄的巷弄、改變行走路徑繞過地面的坑洞；道路上除了有固定的物體，行人可能需要閃避或因應朝向自身逼近的物體或他人，過去發現個體可以透過視覺光流的覺知，覺察 Tau 的邊緣值 (tau-margin) (Peper, Bootsma, Mestre, & Bakker, 1994)，其環境訊息特定於行動的適當時機，因此當 tau 的時宜訊息未達邊緣值時，代表尚未到達動作表現的啟動時間點。移動中的物體對個體因應行動的影響，Cinelli 與 Patla (2007) 以假人模型的對向移動做為逼近速度的操弄，發現個體側向移動的距離並不會受到假人移動的速度快慢所影響，這也代表著因應行為的安全界線不受到物體逼近速度加快而增大，行動者無須得知假人的移動速度「為何」，只需覺知行走的當下「是否」需要因應，Cinelli 等(2007) 16.

(26) 則發現當假人移動的速度增加時，個體側向移動的位移速度會越快，認為視覺光流提供連續的視覺訊息，使個體可用以持續地調控側向移動的因應行為；Cinelli 與 Patla (2008) 延伸上一篇的研究，操弄假人與行動者可能產生碰撞的時宜，其研究結果除了驗證先前的論點外，也提出安全區域 (safety zone) 的概念，說明當物體或他人靠近行動者賦使其表現因應行為的特定空間，可做為調控改變路徑的前期因應策略，當物體持續靠近時，視覺訊息將引導行動者肢段動作或改變行走速度的後期調整行動，因此行走路線並非事先被規劃好的，而是行動過程持續與環境互動的結果。當紅綠燈逐漸轉為紅燈時，個體會加快自身的步行速度，不同的意圖要求下個體可能表現不同的位移速度，Warren 與 Whang (1987) 發現個體在速度較快 (1.61m/s) 的步態穿越間隙時，其轉肩幅度大於移動速度慢 (1.28m/s) 的情境，因為行動者在危險性相對較高的情況下需要較大的安全界線，然後 Gerin-Lajoie, Richards, Fung, 與 McFadyen (2008) 的研究結果持相反的論點，其發現不同的速度要求下行動者的安全區域並無顯著改變。行動的歷程同時持續地覺知訊息，其關乎於特定行為可否表現，以及覺察自身行動能力與當下情境的適配性，因此不同個體的行動能力差異必然會反應在環境賦使的覺知，以及面對複雜環境的因應策略。過去關於移動型態的因應行為研究，大多都以成年人做為研究對象，然而受到生理發展不同階段的兒童與老年人的影響，其行走型態則有所不同，Hackney 與 Cinelli (2011)發現老年人以步行穿越間隙時，轉肩行為的閾值較低（行動關鍵比值為肩膀寬度的 1.6 倍），動作的控制與平衡能力也受到老化的效應而減退，轉肩的動作需由臀部引動上肢，因此老年人的轉肩角度明顯較大；Wilmut 與 Barnett (2011) 召募 16 位 8 至 10 歲的兒童，相同進行步行穿越間隙的工作任務，其轉肩的關鍵比值與老年人相似，約為肩寬的 1.6 倍，並發現行走過程中的肩膀擺動幅度較大，更早減低行走速度以完成因應行為。Gerin-Lajoie, Richards,與 McFadyen(2006) 以安全區域的觀點檢驗老化對因應行走環境的影響，實驗中以聲音訊息介入來操弄行動者的注意力，發現無論是老年人或年輕人皆受會到聲音的干擾而增大行動的安全區域，給予自己能有更多的時間與距離調整步態，以因應環境中的障礙物。除了年齡的差異反映在個體行動能力上，曾接受大量體能訓練或專項運動的選手，也會因優異的行動與知覺能力，使其可更快速 17.

(27) 的擷取到關乎行動的關鍵訊息，表現出較有效率的因應表現 (Gerin-Lajoie, Ronsky, Loitz-Ramage, Robu, Richards, & McFadyen, 2007; Higuchi, Murai, Kijima, Seya, Wagman, & Imanaka, 2011) 行走於道路上可能會遇到各式各樣的物體，像是人行道旁的木椅、行人專用垃圾桶、以及移動中的腳踏車或汽機車，都可能造成步行的阻礙，面對不同的障礙物個體可側向移動改變行走路徑，或是減慢行走速度讓身旁的自行車先行通過，甚至是側身穿越他人與牆壁的間隙 (Higuchi et al, 2006)，所有的因應都是為了達成原先的意圖，讓自己能安全抵達目的地；Vallis 與 McFadyen (2003) 曾對於移動行為的因應表現分為「粗略」及「微調」兩種，前者是指當行動者因應環境的時間相對充裕時，會以改變路徑的方式為初步的調整，例如改變質心位置 (Patla, Prentic, Robinson, & Neufeld, 1991) 或改變向前的方向 (Patla et al., 1991)；但當障礙物體突然出現使得可因應的時間相對緊迫，個體將採以身體肢段各別的位移，創造更多可行動的空間，例如轉肩、擺臀、或是抬腳跨越，做為細部的「微調」因應 (Patla, 1997; Warren & Whang, 1987)，不過肢段動作的調整會受到工作要求的限制，而有相對應的改變(Higuchi et al.,2006)，例如駝背行走 (Grasso et al., 2000)、手臂負重 (Donker et al., 2002)、或限制軀幹轉動 (Found et al., 2001)。無論是路徑的改變或是肢段位置調整，個體必須在移動過程中適時的減緩行走速度，以增加更多的行動時間與降低碰撞產生的可能性 (Wilmut & Barneet, 2011)，因此速度的改變可允許行動者有更多時間去判斷如時可安全通過 (Cinelli & Patla, 2008)，若個體的動作受到外在物體限制時，其移動過程就需要更多的時間來判斷或更早表現因應行為。. 第四節人際互動情境與移動行為的因應日常情境中充斥著數種碰撞產生的風險，無機物質的存在或他人具意圖的移動，皆對個體的行為造成影響，行動者在此種複雜的環境中，移動位置和路徑難以全然地在行動前就被預期或計劃 (Gerin-Lajoie, Richards, & McFadyen, 2005)，根據前三節以生態取向與動態觀點數篇文獻的逐步探討，得知無論是覺知自身行動的環境賦使，亦或個體與環境動態地自我組織現象，皆可說明移動行為的產生源於行動者與所處環境的互動歷程。 18.

(28) 對行動者而言，處於自身以外的有機體與無機體都屬於環境的組成之一，各種環境結構的特質皆具有影響動作行為的可能，有別於無機體對個體的單向的影響行動者，當兩個或數個行動者的知覺系統產生連結，透過訊息傳遞將雙向的影響彼此所產生的「社會性互動」更有其獨特性，在對向步行的情境中，他人是否繼續前進或側身因應，將提供自身不同行動的訊息，反之行動者若突然停下腳步將賦予他人繼續向前走的可能，此種環境賦使的概念不同於過去「人-環境」系統的探究，Marsh 等(2006) 以「社會環境賦使」 (social affordances) 一詞，描述「環境-人-人」系統 (environment-person-person system) 之間特定於動作行為的關係，強調個體覺知社會互動以及特定行動的突現，人際之間的協同就如同肢段之間的協調，皆有動作形態轉移的現象，若環境中有其他行動者的加入，提供自身新的行動可能性，同時也可能破壞原先的行動種類，因此 Marsh 等 (2006) 強調「社會互動的量測重點不在於個人，而是兩人之間的關係」。張智惠（2011）將情境設定為行動者手牽著一位伴隨者，並判斷間隙可否共同穿越，結果發現行動者可以自身加上伴隨者的身體屬性，準確地知覺環境-人-人系統穿越間隙的行動可能性。Watson, Brault, Kulpa, Bideau, Butterrfield, 與 Craig (2010) 設置美式足球運動場域的虛擬情境，讓無經驗者以按壓按鈕的方式，判斷能否穿越畫面中持續靠近的兩位對手，當對手在離觀察者較遠時，個體認為可穿越的可能性較距離較近且間隙較窄的時候，情境的危險程度著實地影響行動允許性的覺知；Morgado, Muller, Gentaz, 與 Palluel-Germain (2011) 相同使用虛擬畫面的方式，驗證個體間熟識與否會不會是判斷間隙穿越的影響因素，實驗中招募同班數名學生，將其中兩位同學的站姿並排地放映至牆壁上，請其他同學對於畫面中兩人產生的間隙寬度進行穿越與否的判斷，其結果發現關鍵的行動比值小於 Warren 與 Whang (1987)的關鍵比值 1.3 倍，因此推論人際間具有熟識關係的互動，會降低行動的安全界線。Olivier, Ondřej, Pettré, Kulpa,與 Cretual (2010) 以兩人 90 度交錯行走的狀況做為實驗中的虛擬情境，驗證最小預期距離調控因應行為的假說，Olivier 等人認為兩個行動者互動歷程的最小距離可做為閃避行動的閾值，當最小距離大於 0.66 公尺時，行動者認為該情境不再有產生碰撞的可能，而最小距離縮減至 0.33 公尺時，其距離被視為碰撞發生的閾值；因此互動情境如同判斷自身環境賦使，行 19.

(29) 動者與環境間特定的關係促使動作型態的改變，此種特定於人際互動的關係稱為社會的關鍵比值 (Marsh et al., 2006)。過去研究為增加實驗的生態效度，曾以虛擬實境的典範操弄變項，可有效排除潛在實驗中不可控的外在因子，但相較於真實環境提供於個體視覺光流的知覺，2D 的影像流失了許多視覺訊息，也可能因此失去了影響行動的關鍵訊息，有鑑於此，研究步行的互動行為之學者逐漸開始嘗試採用兩位真實的行動者，依據不同研究問題進行對應的實驗變項控制；Basili, Saglam, Kruse, Huner, Kirsch, 與 Glasauer (2011) 將實驗參與者兩兩配對，並給予不同的工作任務，其一為正常行走且避免碰撞到他人，另一位將依實驗者的指令同時行走或是在行走過程中突然停止，兩位參與者以 90 度的相對位置步行向前並交錯而過，因此在路徑中央具有可能的碰撞位置，當他人佔據自身預定的移動路徑時，才有發生碰撞的可能，此研究發現行走行為是具有高度的情境相依性，並遵循行動最適化的原則，以最有效率和最低耗能的方式應變環境中的阻礙 (Pham, Hicheur, Arechavaleta, Laumond, & Berthoz, 2007)，然而 Basili 等進一步提出最適化的效應會受到情境不確定性的高低而影響，所以最佳平順的移動表現將會是出現在繞行靜態障礙物時的情境。Olivier, Marin, Cretual, 與 Pettre (2012) 同樣採用 90 度交叉行走的情境，並操弄兩人產生視覺交會的起始點，以觀察互動歷程中視覺交會所產生互動的距離以及錯身時的最小距離兩者的關係，結果發現當產生對視之兩人距離小於 1 公尺時，交錯時的最小距離會增加，反之，視覺交會時的距離超過 1.5 公尺，則會減少最小距離。經由上文數篇人際互動行為的文獻回顧得知，人與人之間的互動中存在著特定的人際距離，是由兩人或多人之間共同創造的安全距離，用以降低環境或他人可能造成行動歷程的危險性，透過覺知他人的行動意圖，以判斷自己與他人未來可能的移動位置，因此自身的行動具有某種影響他人行為的訊息， Hall (1959) 以「身體沉默的語言」比喻此種人際間獨特的訊息傳遞，並從人際距離學的觀點來說明人與人之間的互動行為，是依循著社會原則，來調控因應諸多無法預期的環境，Hall 進一步定義不同人際距離的意含，由近至遠分為四種：(1) 親密距離 (intimate distance)，40 至 50 公分；(2) 個人距離 (personal distance)，分為 50 至 90 公分的距離內允許他人觸碰自己，以及 90 至 150 公分 20.

(30) 約為一個手臂長，不允許他人碰觸到自己；(3) 社會距離 (social distance)，包含 150 至 300 公分的範圍，從熟識者到陌生人；最後為 (4) 超過 3 公尺以外的公眾距離 (public distance)，是社交禮貌的談話距離。Gerin-Lajoie, Richards,與 McFadyen (2005) 參考人際距離的概念，首度以量化研究的方式，探討個人空間對移動行為的控制與影響因子。個人空間是個體在不同的社會互動中，為了保持他人距自身某個範圍之外，而維持自己舒適行動表現的特定空間，Gerin-Lajoie 等人用此空間來描述個體行走過程圍繞於身體周圍的安全空間，以 2D 平面維度的觀點，個人空間可視為一圍繞於個體的橢圓形空間；縱軸較長的距離，使個體有更充裕及安全的時間去覺察迫近的危險性 (Templer, 1992)，並以步態的改變來因應情境，而距離較短的橫軸是用以確保身體可通過環境中的間隙，因此 Gerin-Lajoie 等認為個人空間可被用以調控移動行為的因應形式，預測行走歷程適宜的路徑改變位置，以及繞行障礙物的安全空間。過去許多學者曾企圖尋找出步行移動者的個人空間範圍，但至今仍有不一致的距離，Fruin (1970) 曾算出產生路徑改變的起始位置的縱長為 1.48m，Templer (1992) 則以互動產生時的每一刻行動者位置計算出縱軸為 1.52m 與橫軸 1.06m 的空間，Cinelli 與 Patla (2008)則發現平均的路徑因應起始距離為 3.73m，因此個人空間可能受到環境變項的影響而有不同大小的範圍。Gerin-Lajoie, Richards, 與 McFadyen (2006) 以 90 度交叉行走路徑做為實驗情境的設定，並以聽覺訊息對不同年齡的成人造成注意力的干擾，其結果發現老年人因為老化因素使的身體機能的衰退，行動能力較年輕成人差，同時也反映在較大的個人空間上，以提供自己能有更充足的距離與時間因應環境的危險因子，而聲音干擾造成的個體行走歷程注意力的分散，同時使兩種年齡層成人的安全範圍顯著增加，因此個人空間會受到個體的注意力以及行動能力而影響。Cinelli 與 Patla (2007, 2008) 皆探究對向靠近中的物體速度對行動者人際距離的影響，其研究結果皆發現無論速度快或慢，行動者表現路徑因應的起始距離皆不受速度的影響，但側向移動的路徑改變速度與對向物體靠近速度成正向關係。GerinLajoie, Richards, Fung, 與 McFadyen (2008) 對於個人空間的橫軸範圍進一步發現，個體的慣用邊與非慣用邊之安全距離，會因行動能力的差異而造成差異，非慣用邊的軸距顯著的大於慣用邊。綜合上述數篇對於影響個人空間的外在因子之探究，可得知個體的因 21.

(31) 應行為的慣用邊、自身的行動能力、以及行走歷程的注意力皆會影響個人空間的範圍，而他人或他物逼近的移動速度並不具有此效應，但行動者的步行速度快或慢，是否會造成個人空間範圍的改變，是過去研究尚未驗證的變項，因此個體的行走速度對於自身安全距離之效應為何，是本研究主要待答的問題。. 第五節文獻小結過去有關於移動行為的研究，依據個體與環境的關係，分別針對靜態物體環境、動態物體環境、以及虛擬他人行走實境中，個體移動行為的表現在行走路徑改變與肢段部位位移之因應進行探討，而以人際間移動行為的互動關係為議題的文獻鮮少，過去數篇以個人空間的概念驗證影響其安全區域的因子，僅有外在物體的靠近速度、注意力干擾、以及老化造成的行動能力差異，仍尚未有操弄個體移動速度對個人空間範圍的影響，本研究採以生態取向的手段，操弄不同速度要求的步行情境，進一步探討個體的行走速度是否為個人空間的影響變項。此外，如同 Warren 等的間隙穿越之情境設計，本研究也將操弄兩人共同穿越的間隙寬度，並使用不同肩寬總合的比值，深入探究移動速度與空間限制對互動步行的個人空間之影響。. 22.

(32) 第參章. 研究方法. 本研究基於生態心理觀點，操弄行走速度要求與環境的空間限制，觀察生命體移動行為的互動歷程，進一步探究雙人對向行走的因應策略，並討論知覺與因應行為之關係。本章節內容包括：第一節、實驗參與者；第二節、實驗設備與場地佈置；第三節、實驗設計與流程；第四節、資料處理與分析；第五節、預期結果。. 第一節實驗參與者本研究總共招募 24 名年齡介於 20 至 30 歲之間的男性參與者，皆無影響步行步態的相關疾病；根據實驗設計將身高相同的兩位參與者相互配對，共同進行實驗。. 第二節實驗設備與場地佈置一、實驗設備本研究採用的儀器與設備有：（一）三維動作捕捉系統 (VICONMX13-Oxford Metrics Ltd., Oxford, England) 連接十台紅外線攝影機擷取肢體運動學資料，其包括反光球 20 顆，16 顆貼於兩位參與者的雙肩肩峰、右側肩夾骨、劍突、腳趾、及腳跟處，並於兩片門板內緣及路徑中線的兩側各放置 1 顆反光球；影像採樣頻率設為 120Hz (Olivier, Marin, Crétual, & Pettré, 2012)，拍攝的有效範圍為長 7.15 公尺及寬 2.2 公尺；（二）桌上型電腦一台，連接紅外線攝影機，電腦內含 Vicon Nexus 軟體記錄紅外線攝影機所收集的資料；（三）門寬結構：由兩片高 160 公分和寬 40 公分的木板構成，以並排的方式置於行走路徑中間（距離參與者起始位置 4.12 公尺），其產生的間隙空間提供參與者步行穿越的工作任務及可能的碰撞點；（四）筆記型電腦 (Lenovo G480) 一台，外接控制用的滑鼠，及 2.0 聲道多媒體喇叭，用以輸出及控制聲響節奏，聲音傳至參與者位置約 70 分貝，其訊號以 Weird Metronome 節拍器軟體控制聲響節奏，藉其要求參與者 23.

(33) 的步行頻率及步行速度。二、場地佈置本研究在 13 公尺 × 6 公尺的室內場地進行實驗，10 台紅外線攝影機架設在四周牆面並靠近天花板處；實驗場地中規劃出長 8.25 公尺及寬 2.2 公尺行走路徑（參與者在每試作行走的總距離），參與者的起始位置位於路徑的兩端，行走路徑內無任何阻礙兩位參與者行走的物品，行走路徑的中間位置設有兩片高 1.6 公尺 × 寬 4 公尺的木板，其產生的間隙距離起始位置皆為 4.12 公尺，間隙寬度將根據參與者的肩膀寬度總合的 0.9、 1.1、1.3、及 1.5 倍進行操弄。此外，為控制參與者行走速度，實驗中透過不同聲響節奏的播放，並於行走路面上每隔 60 公分黏貼長 200 公分寬 10 公分的有色膠帶，路徑上共有 18 條與行走方向垂直的橫線，要求參與者的步頻須跟隨聲響節奏，並且踩在橫線上向前步行移動。實驗場地佈置如圖 5。. 圖 5 實驗場地佈置圖. 24.

(34) 第三節實驗設計與流程一、實驗設計與工作本研究以隨機的方式，配對兩位身高相似的參與者為一組，接受相依樣本設計的實驗操弄。實驗的操弄變項為行走速度和空間限制，前者以節拍器軟體提供相對較慢 (100 bpm) 與較快 (130 bpm) 的節奏控制行走頻率，透過實驗工作的要求，限制參與者行走步態的步長，以控制不同情境的移動速度變項；後者為空間變項的操弄，其結合 Cinelli 與 Patla (2007) 以及 Wilmut 與 Barnett (2010) 的實驗設計，將情境分為四個不同間隙寬度的門板情境，依據兩位參與者肩膀寬度總合的 0.9、1.1、1.3、及 1.5 倍寬以定訂間隙寬度（例：兩位參與者肩寬分別為 40cm 及 45cm，以肩寬總合 85cm 為基準推算 4 種比例的間隙寬度，分別為 76.5、93.5、110.5、及 127.5cm），因此空間限制變項共有 4 種情境，分別各進行 2 次試作，總試作次數為 2 (行走速度) × 4 (空間限制) × 2 (試作次數)，共 16 試作，試作安排採完全隨機排序。本實驗的工作任務要求參與者的步態頻率需跟隨節拍器的聲響節奏（單腳著地配合一個聲音訊息），每一個步伐皆須踩於橫線上，向前移動至對面參與者的起始位置，行走過程盡可能避免與他人及門板發生碰撞；當參與者走至對面位置時，請參與者坐在事先備妥的椅子上（參與者將背對實驗器材），即完成一次實驗試作。二、實驗流程實驗前，先請參與者簽署「實驗參與者知情同意書」（附錄一）與填寫基本資料，接著與兩位參與者說明實驗內容及場地，並告知流程與相關注意事項，確認參與者對實驗的進行無任何問題後，將量測參與者的肩膀寬度，再把反光球黏貼於參與者的雙肩肩峰、劍突、右側肩胛骨、雙腳腳趾、以及腳跟處。接著，實驗者以口頭說明實驗工作要求，陳述內容如下：每一次試作開始前，會播放二個八拍的預備聲響，第一個八拍請您站立於原地熟悉節拍速率，第二個八拍請您於原地跟著節奏踏步，第二個八拍結束後，會有「鑼」的聲音，即為開始行走的訊號，接著請將步伐頻率跟隨聲響速率，且盡可能踩於標記線上，保持正常地向前行走至對面的起始位置；行走過程盡可能避免碰撞到對方或 25.

(35) 門板；行走至終點時請站立於原地等待試作完成的指示。正式試作前，為讓參與者熟悉聲音訊息與行走步態的協同，在實驗進行前，請參與者各別進行「單人行走」的練習，其節拍器設定不同於正式試作的頻率，100 bpm 與 130 bpm 各進行 2 次練習，尚未進行練習之參與者將帶眼罩及耳機遮蔽視覺與聽覺，以避免練習效應。4 次的練習資料將進一步做為各個參與者的行走行為運動學之基準參數。進行對向行走的正式試作前，實驗者將以口語告知參與者：「第幾次試作，請準備」，並陳述「當你聽到鑼聲時，請以自然的行走方式走到對面位置」的引導語；待參與者離開椅子並轉身站立於起始位置時；「預備」，確認參與者已經準備好，啟動三維動作捕捉系統，開始記錄動作資料，同時播放節拍器的聲音訊息（低音的康加鼓聲），「鑼」(Chinese Cymbal) 之聲響過後需確認參與者是否依實驗要求進行試作，並同步檢查電腦系統的資料擷取是否有異常；待參與者走至終點位置時，告知「試作完成，請坐下」，請參與者坐於身旁的椅子上，並結束動作資料紀錄。實驗流程如附錄二。. 第四節資料處理與分析一、資料處理本研究使用的三維動作捕捉系統之有效畫面擷取範圍為 7.15m x 2.2m，將實驗中於範圍內所拍攝的影像以 Vicon Nexus 16.1 進行運動學資料處理，並匯出的 txt 檔，再以 Microsoft Excel 進行資料處理，計算下列變項： (一) 行走步態的運動學參數 1. 質量中心 (center of mass, COM) 本研究採用 Cinelli 與 Patla (2008) 定義之身體質量中心，雙肩肩峰和劍突的中心位置代表質量中心，並進一步以 COM 來計算參與者行走試作時的路徑與速度。COM 以空間座標系 X、Y、與 Z 軸運算之，如公式 1 x1 +x2 +x3. 質心座標 = (. 3. ，. y1 +𝑦2 +y3. 26. 3. ，. z1 +z2 +z3 3. ). （公式 1）.

(36) 2. 移動速度將每一畫格 (frame) COM 之 y 軸數據的差距，與攝影機採樣頻率的之間比值求得參與者的移動瞬時速度，其可代表行走行為速度上的改變。步速. (m/s). =. |COMy′ −COMy|. （公式 2）. 1/120. 公式 2 中∣COMy’−COMy∣意為質量中心於 Y 軸的位移；1/120 是動作捕捉的影像採樣頻率，亦為瞬時速度的時間單位。 3. 行走路徑偏移量參考 Cinelli 與 Patla (2007) 對路徑偏移量的定義，並針對本研究的拍攝範圍限制，將路徑偏移量的計算修正為參與者的 COM 在實驗試作與基準值試作的差值，其代表行走路徑偏移量。 4. 肩膀旋轉角度肩膀旋轉角度參考 Wilmut (2010) 的定義，以雙肩肩峰的距離及肩峰彼此和間隙的距離差之比值求得肩膀軸向及間隙軸向的夾角，即為 sinθ，進而得知肩膀旋轉角度，公式如下肩膀旋轉角度. (θ). = sin. (L−D)−(R−D) SW. （公式 3）. 式中 L 與 R 分別是黏貼於左、右肩反光球的空間位置，D 代表門板位置；SW 為參與者的肩膀寬度，亦為左肩反光球至右肩反光球的距離。藉由公式 (3) 得出行走歷程的肩膀角度變量，並進一步找出其變量的最大值，其為肩轉最大值。 5. 最小距離參考 Olivier, Marin, Crétual,與 Pettre (2012) 使用最小預期距離來預測個體的移動路徑；為符合本研究為 180 度對向行走的工作要求，研究者使用最小預期距離的概念，並修改為兩人錯身而過時彼此肩峰的最接近時的距離，即為最小距離。 (二) 因應行為起始點根據上述對行走的「路徑偏移量」及「肩膀旋轉角度」等數據處理後，觀察出 27.