Designing social robots for public space : lessons learned from a case study with the Lutzi robot

Abstract

This thesis addresses the central question: How is sociality enacted with robots, particularly in the context of service robots? It aims to understand what constitutes people's perception of sociality in robots with a focus on the social perception of robots in an Austrian cultural context. Specifically it investigates user perceptions and interactions with Lutzi, a service robot deployed in XXXLutz restaurants.While anthropomorphism is widely recognized in many literatures, as a critical factor in social robot design, some research explores how sociomorphing influences human-robot interaction. Sociomorphing refers to the perception of real social capacities in agents or systems, including non-human agents. This leads to the following research questions: (1) How is the sociality of robots perceived and shaped by different groups of people? (2) What social and sociological factors contribute to robots being perceived as social by humans and becoming part of society? Finally, (3) what specific roles and expectations influence interactions with a service robot, and how does this affect its acceptance and integration? A mixed-methods approach was employed, including observations, interviews, and a video-based survey—the study collected both quantitative and qualitative data from a diverse participant group. Observations and interviews provided insights into the natural interactions with Lutzi in real-world settings, highlighting situational and contextual factors such as curiosity among children, functional expectations from adults, and the interplay of cultural norms. The survey used validated scales—ASOR, Moral Agency, Moral Patiency, and Cuteness/Kawaii—to benchmark Lutzi against the Starship delivery robot and the Vector companion robot. Participants rated the robots across several dimensions, including Socio-Practical Relatedness, Intimate-Personal Relatedness, and Mental and Psychological Relatedness. The analysis also investigated gender differences, age-related trends, and the impact of robot functionality in different social contexts.Findings indicate that sociomorphing significantly enhances robot acceptance, particularly among older participants, who demonstrated higher trust in robots’ capabilities. Gender differences emerged, with women attributing higher moral patiency to robots than men, suggesting that emotional and ethical dimensions influence perception. Functional expectations also played a key role, as participants emphasized the importance of robots’ utility and approachability in busy environments. While cultural alignment improved robot interaction, specific cultural factors were less prominent than anticipated. These results advance the understanding of how robots are perceived as social agents, offering valuable implications for robot design. The study suggests that sociomorphing, rather than anthropomorphism, may serve as a culturally adaptive and practical design framework for creating socially acceptable robots. By focusing on simple yet meaningful interactions, service robots like Lutzi demonstrate how functionality and sociomorphing can drive acceptance and integration into diverse social environments.

Diese Arbeit befasst sich mit der zentralen Frage: Wie wird Sozialität mit Robotern – insbesondere im Kontext von Servicerobotern – gestaltet? Ziel ist es, zu verstehen, wie Menschen die Sozialität von Robotern wahrnehmen, mit einem besonderen Fokus auf die soziale Wahrnehmung von Robotern im österreichischen Kulturkontext. Konkret untersucht die Studie die Wahrnehmungen und Interaktionen der Nutzer*innen mit Lutzi, einem Serviceroboter, der in XXXLutz-Restaurants eingesetzt wird.Während Anthropomorphismus in der Fachliteratur häufig als entscheidender Faktor im Design sozialer Roboter anerkannt wird, beleuchtet diese Arbeit, wie Sociomorphing die Mensch-Roboter-Interaktion beeinflusst. Sociomorphing beschreibt die Wahrnehmung tatsächlicher sozialer Fähigkeiten bei Agenten oder Systemen, einschließlich nicht-menschlicher Akteure. Daraus ergeben sich folgende Forschungsfragen: (1) Wie wird die Sozialität von Robotern von verschiedenen Personengruppen wahrgenommen und geformt? (2) Welche sozialen und soziologischen Faktoren tragen dazu bei, dass Roboter von Menschen als sozial wahrgenommen und in die Gesellschaft integriert werden? Und schließlich (3) welche spezifischen Rollen und Erwartungen beeinflussen die Interaktionen mit einem Serviceroboter, und wie wirkt sich dies auf dessen Akzeptanz und Integration aus? Ein Mixed-Methods-Ansatz wurde angewandt, der Beobachtungen, Interviews und eine videobasierte Umfrage umfasst. Die Studie sammelte sowohl quantitative als auch qualitative Daten von einer vielfältigen Teilnehmer:innengruppe. Beobachtungen und Interviews lieferten Einblicke in natürliche Interaktionen mit Lutzi in realen Umgebungen und zeigten situative und kontextuelle Faktoren wie die Neugier von Kindern, funktionale Erwartungen von Erwachsenen und das Zusammenspiel kultureller Normen. Die Umfrage nutzte validierte Skalen – ASOR, Moral Agency, Moral Patiency und Cuteness/Kawaii – um Lutzi mit dem Starship-Lieferroboter und dem Vector-Companion-Roboter zu vergleichen. Die Teilnehmer*innen bewerteten die Roboter in mehreren Dimensionen, darunter Socio-Practical Relatedness, Intimate-Personal Relatedness, and Mental and Psychological Relatedness. Darüber hinaus wurden Geschlechterunterschiede, altersbedingte Trends und die Auswirkungen der Funktionalität von Robotern in verschiedenen sozialen Kontexten analysiertDie Ergebnisse zeigen, dass Sociomorphing die Akzeptanz von Robotern signifikant steigert, insbesondere bei älteren Teilnehmer*innen, die den Fähigkeiten von Robotern ein höheres Vertrauen entgegenbrachten. Geschlechterunterschiede traten ebenfalls auf: Frauen schrieben Robotern eine höhere moralische Patienz (Moral Patiency) zu als Männer, was darauf hinweist, dass emotionale und ethische Dimensionen die Wahrnehmung beeinflussen. Funktionale Erwartungen spielten eine zentrale Rolle, da Teilnehmer*innen die Nützlichkeit und Zugänglichkeit von Robotern in geschäftigen Umgebungen betonten. Obwohl kulturelle Übereinstimmung die Interaktion mit Robotern verbesserte, waren spezifische kulturelle Faktoren weniger stark ausgeprägt als erwartet.Diese Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis bei, wie Roboter als soziale Akteure wahrgenommen werden, und liefern wertvolle Implikationen für das Robotikdesign. Die Studie legt nahe, dass Sociomorphing anstelle von Anthropomorphismus als kulturell adaptives und praxisnahes Designkonzept für die Entwicklung sozial akzeptierter Roboter dienen kann. Indem der Fokus auf einfache, aber bedeutungsvolle Interaktionen gelegt wird, zeigen Serviceroboter wie Lutzi, dass Funktionalität und Sociomorphing die Akzeptanz und Integration in diverse soziale Umgebungen fördern können.