改變角色形象，改變主觀感知
摘要
一、研究動機與目的
自古以來，「自我認知」一直是哲學家、心理學家關注的重點。在東方，莊子提出了「莊周夢蝶，還是蝶夢莊周？」這個大哉問，人類認知到的自我，究竟是真實的，還是一場夢中的幻境。在西方，柏拉圖（Plato）認為身體感官所感知到的世界並非真實世界，我們所能看到的只是真實世界的影子。笛卡兒（Descartes）提出了「我思故我在」的哲學概念：這個世界或許是由某個惡魔所虛構的，然而在我做出這樣的懷疑時，當下的我是存在的。因此我思故我在。意即任何事物，包括自己的存在，是透過自我感知與推論後而存在。
現代的認知心理學進一步針對人的思考與行為背後的認知歷程進行探究，腦神經科學的生理技術則提供了實證上的支持，讓研究者可以透過這些技術看到大腦的變化。雖然大腦的運作仍有許多未解之謎，但我們已經逐漸了解，人的認知歷程，是從多感官接收刺激（視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等），經過大腦的解碼、編碼後，才形成思想，最後引發行動。也就是自我感知的訊息，形塑了自我意識。
社會認知論融合認知歷程與社會歷程，班杜拉（Bandura，1986）以個人、行為、環境三者交互作用來解釋人類的行為，也就是人類的自我認知是極富彈性的，會因為不同的感官刺激或是社會環境變化而持續更新。人會因為外部環境因素，例如：父母的期許或是社會氛圍，影響對自我的判斷，進而做出社會預期的行為或是反抗的行為。
二、文獻探討
從卡夫卡的《變形記》到電影「阿凡達」，「變身成他人」一直以來都是文學與藝術界創作的泉源寶庫，而頭部（大腦）移植更是許多醫學科學家，蠢蠢欲動的禁忌之界。以上不管是文學、科幻或是現代醫學，都想探知一個問題，那就是人的大腦，是如何認知這是自己的身體，換句話說就是人所感知到的自我身體經驗，到底是真實的，還是一種錯覺。
近數十年來，許多研究者紛紛投入身體錯覺（bodily illusion）的實證研究，透過各種實驗設計，來探討自我意識與身體歸屬感（body ownership），其中最知名、影響力最大的就是橡膠手錯覺（RHI）。實驗者將一隻橡膠手臂放在受試者原本手臂的位置，當受試者看到橡膠手被撫摸的同時，若被隱藏起來的真實手也同步感受到撫摸時，就會引發身體歸屬感錯覺，以為這種觸覺刺激來自於橡膠手臂。然而當這種撫摸的觸覺不一致時，就不會產生這種錯覺（Botvinick和Cohen，1998）。這篇實驗一發表在1998年的《自然》雜誌上時，就引發了廣大的迴響，且影響延續至今（跟據Web of
Science查詢顯示，截至2021年1月13日，該篇文章已被引用1965次）。
在橡膠手錯覺的基礎上，Valeria、Petkova和Ehrsson（2008）以視覺操弄為基礎，配合多感官的刺激，做了數個身體歸屬感錯覺實驗。例如：他們在男性假人模特兒身上架設了攝影機，讓受試者以頭戴式顯示器（HMD）接收影像，受試者低頭看到的其實是假人的身體（第一人稱視角，1PP）。接著使用短棒同步或不同步觸碰受試者與假人的身體，數次之後再以刀子威脅假人。此時受試者會因認為假人的身體就是自己的身體而感到恐懼。另一個實驗是實驗者頭頂著攝影機坐著，讓受試者在頭戴式顯示器中看到自己的驅幹與手臂，然後與其握手。數次之後，受試者會認為握手的擠壓感是來自實驗者的手，而不是自己的，也就是雙方交換了身體，受試者已變身成為對方。
Normand等人（2011）則使用VR設備，讓受試者在第一人稱視角下，看到一個大肚子的虛擬化身。之後藉由一個帶有定位器的圓頂棍棒讓受試者體驗同步與不同步碰肚子，成功讓受試者產生自己有個大肚子的身體歸屬權錯覺。由此可知，在第一人稱視角下，藉由同步的多感官刺激，可以誘發身體歸屬權錯覺。
既然透過視覺、觸覺等多感官的同步刺激，就能產生變身的錯覺，那麼是否會因此改變受試者的行為，或是對於事物、空間的感知呢？在《愛麗絲夢遊仙境》中，愛麗絲喝了藥水縮小後，會覺得桌子變得又大又高，如果現實中的一般人，變身成芭比娃娃的大小，對於空間的感知，是不是也會有一樣的感覺呢？為此Hoort、Guterstam和Ehrsson（2011）做了一個有趣的實驗，他們準備正常尺寸，以及30公分、80公分和400公分四種不同大小的假人身體（只有下半身）。請受試者躺在床上頭戴顯示器（HMD）接收影像，將攝影鏡頭放在假人身上，此時受試者看到的是不同尺寸的假人腳。實驗證實了人類對於距離的感知，會因為虛擬身體的尺寸而有所影響。
以上都是受試者在沒有看到人造或虛擬身體的臉，且限制受試者行動（只能低頭或坐著、躺著不動）情況下所做的實驗。如果看得到臉跟全身，還能同步驅動虛擬身體，是否還能誘發身體歸屬權錯覺？如果讓一個成年人，透過VR沉浸式裝置化身成為小孩，是否會導致他高估了物體的大小，甚至改變隱性態度（Banakoua，Grotena和Slater，2013）？該實驗設計是讓成人受試者化身為身高91.5公分的4歲孩童角色或等比縮小的成人角色，透過第一人稱視角，視覺運動同步來測試。實驗結果發現，兩組的身體歸屬感錯覺沒有顯著差異，然而化身為4歲孩童角色的受試者，對於物體大小估計的差距遠高於縮小版的成人角色。且透過內隱連結測驗發現，化身為孩童者，對於孩童的自我分類反應時間明顯縮短。這項研究說明了人可能不僅僅是靠眼睛看到的身體比例，來做為物品大小的判斷基準，視覺看到的自身外觀改變，也會影響人的主觀感知與判斷。
因此本研究希望透過VR沉浸式設備，讓受試者體驗化身成超人與老人兩種不同的虛擬角色，來探討以下的研究問題：
1. 虛擬角色與自我認知形象的差異，是否影響身體歸屬感錯覺。
2. 身體歸屬感錯覺強度，是否影響角色遞延到現實的效果。
跟據Maselli和Slater（2013）的研究，發現第一人稱視角是誘發全身歸屬感錯覺的必要條件，全身歸屬感錯覺可能來自於看到一個真實的虛擬身體與物理身體處於相同的位置和姿勢。此外，虛擬身體的外觀，特別是其皮膚材質和衣服方面的逼真程度，會影響全身歸屬感錯覺的強度。而當多感覺和（或）感覺運動一致時具有強化作用，不一致時則具有阻礙作用。因此為了探討「角色」此單一因素的影響，是故本實驗設計採用第一人稱視角（1PP）、擬真虛擬身體與視覺－觸覺－運動同步進行。
三、研究方法
3-1. 研究工具
實驗中的虛擬身體有4個，分別為男性超人（圖二）、女性超人（圖三）、男性老人（圖四）和女性老人（圖五）。此外還有一隻用以對虛擬身體產生威脅的怪獸（見圖六）。
本研究另搭配膚電反應（SCR）測量裝置，以0-35Hz，採樣率（Sample Rate）200，採集長度（ Acquisition length）600秒（seconds），對受試者進行膚電反應偵測。電極貼片黏貼於受試者的食指與中指第二節處（見圖七），以降低手部晃動時的訊息干擾。
為了不讓受試者憑理性跟記憶去推斷箱子的重量，本研究準備了6個實體紙箱給受試者看，但是進入VR實驗前，僅讓受試者拿編號1~3的箱子進行測重。3個箱子重量分別為1號箱1公斤、2號箱3公斤、3號箱5公斤。同時在虛擬場景中，備有3個箱子讓受試者測重使用。
本研究的問卷使用李克特七點（Likert
7-point）量表進行衡量，1為非常不同意，7為非常同意。實驗問卷（見表一）共9題，其中Q6（第六題）是由受試者回答VR中虛擬箱子的估重，所以單位是公斤，非七點量表。
正式實驗前以三位受試者進行pilot
study，並依據受試者訪談修改部分問卷用語。例如將「我比實驗前變得更有力氣」改成「戴上眼鏡後，我好像更有力氣」，讓受試者更能理解問題指得是對現在的自我狀態的評估。
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Variable |
Question |
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身體歸屬感(My body) |
Q1. 我低頭看到的手，感覺是我的手。
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身體歸屬感(My body) |
Q2. 我低頭看到的身體，感覺是我的身體。
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控制(Control) |
Q3. 我感覺看到的身體，跟我的動作一致。 |
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測誤，受試者是否亂答 |
Q4. 我現在來到了外太空。 |
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身體歸屬感(My body) |
Q5. 我感覺，鏡中的身體是我的身體。 |
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箱子測重(Measure) |
Q6. 請搬一下箱子，告訴我們你覺得箱子幾公斤。 |
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控制(Control) |
Q7. 感覺上，我有兩個身體。 |
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力量自評(Power) |
Q8. 戴上眼鏡後，我好像更有力氣。
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力量自評(Power) |
Q9. 戴上眼鏡後，我好像更虛弱無力。
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表一：實驗問卷。
3-2. 實驗設計
本研究採受試者內設計，共14名受試者，男女比例各為50%，平均年齡為25.79歲。每位受試者均體驗兩種不同虛擬身體，進行測重實驗。為了降低實驗干擾因素（例如：多次搬拿重物可能影響手臂力量，進而影響測重結果），因此採用平衡設計，將受試者隨機分為「先老人後超人」以及「先超人後老人」兩組進行，且每位受試者在兩輪實驗中，均充分休息30分鐘後才進行下一輪實驗。
實驗開始前，會先對受試者進行知情同意書以及實驗流程說明，實驗流程說明包括：實驗所需時間、實驗流程、問卷形式（七點量表）以及VR虛擬角色如何校正等，並提醒受試者彼此不要交談實驗內容。說明完成之後請受試者洗手，以黏貼測量膚電所需的電極片。
受試者進入實驗室之後，會再次說明實驗步驟，接著請受試者分別針對3個箱子（編號1~3號箱）進行測重，之後協助受試者穿戴VR體驗設備，接上膚電量測儀器電極，並進行角色校正。
受試者校正完成後是先側對著鏡子，此時會請受試者先低頭觀察自己的虛擬手與虛擬身體，並進行自由活動（例如：原地踏步、拍手，碰碰自己的膝蓋等），時間約40秒至1分鐘，接著要求受試者朝前方擺一個姿勢，由研究人員為其拍攝第一張照片。接著請受試者轉身面對牆壁，口頭回答牆上投影之問卷1~3題。再轉身面對鏡子自由活動，時間約40秒後請受試者面對鏡子擺一個姿勢，由研究人員為其拍攝第二張照片。接著請受試者口頭回答鏡上投影之問卷4~5題。
此時研究人員會詢問受試者是否有看到前方的虛擬箱子，接著將虛擬箱子（附有移動定位器）拿給受試者，進行測重。女性受試者統一給予1號與2號箱，男性則統一給予2號與3號箱。在此實驗階段，若受試者是以超人身分進行實驗，會在箱子測重前突然出現一頭怪獸對受試者進行威脅，以檢測膚電反應。若受試者是以老人身分進行實驗，怪獸則會在箱子測重後才突然出現。
測重完成後，會讓受試者再對著鏡子進行自我觀察、自由活動，並進行問卷7~9題的口頭回答。接著請受試者到討論室休息，30分鐘後進行第二輪的實驗。第二輪的實驗流程與第一輪完全相同，只是角色進行更換。第一輪體驗超人者，第二輪會改為老人。整體實驗步驟與實驗進行時間見實驗流程圖（表二）。
四、研究結果
4-1. 身體歸屬感錯覺
本研究之問卷採七點量表，1表示不同意，即沒有。因此以1為檢定值，對超人與老人的身體歸屬感錯覺構面平均數，分別進行單一樣本t檢定。超人身體歸屬感錯覺的平均數為3.88，t = 8.614，p < .001。老人身體歸屬感錯覺構面平均數為3.36，t = 7.213，p < .001。兩者檢定結果都達顯著，表示不管是超人或老人虛擬身體，受試者都產生身體歸屬感錯覺。跟據膚電反應結果，受試者不管在第一輪或第二輪面對怪獸威脅時，都有出現波動變化，亦可輔助證明身體歸屬感錯覺。以相依樣本t檢定進一步考驗超人與老人化身的身體歸屬感錯覺，t = 2.17，p < .05（表三），顯示受試者在超人虛體身體時，比老人虛擬身體擁有更高的身體歸屬感錯覺。
而在控制感構面：超人虛擬身體的「身體動作一致」平均數為5.36，老人的虛擬身體平均數為4.86，二者的t檢定結果：t = 1.202，p = .251。超人虛擬身體的「兩個身體」問題，平均數為3.86，老人虛擬身體的平均數為3.57，二者的t簡定結果：t = 0.773，p = .453），均未達統計上的顯著差異。表示受試者對於兩個虛擬身體的操作，沒有顯著不同的感覺，也就是並未因為視覺－運動連動的操作性問題，影響身體歸屬感錯覺與感知體驗。
對於測誤題，也就是測試受試者是否胡亂作答，超人虛擬身體的平均數為2.07，老人的虛擬身體平均數為2.00，二者的t檢定結果：t = 0.563，p = .583，平均數都偏低且沒有統計上的顯著差異（表四）。
4-2. 力量自評與箱子測重
問卷的第八與第九題是反向題，所以先將第九題數據反向後與第八題取平均，再進行二者的比較。超人虛擬身體的平均數為4.14，老人虛擬身體的平均數為3.6，二者的t檢定結果：t = 2.156，p = .05，達顯著差異（表五），顯示受試者在超人虛擬身體時，覺得自己戴上VR眼鏡後更有力氣。
而在箱子的實際測重中，比較受試者在進入VR前與VR中的測重平均值後發現，老人角色在VR前三個箱子的平均判重是3.65公斤，VR中是4.18公斤。二者t檢定結果：t
= -1.288，p = .220，未達顯著差異。而超人角色在VR前三個箱子的平均判重是3.16公斤，VR中是4.23公斤。二者t檢定結果：t = -2.114，p = .054（表六）。若單看所有受試者都有測重過的二號箱，則超人角色在VR前的平均判重是3.20公斤，VR中是4.49公斤，t = -2.173，p < .05（表七）。
雖然超人虛擬角色的測重未達統計上的顯著水準，但是對照受試者的力量自評，會發現雖然受試者自評戴上VR眼鏡後更有力氣，但是實際上對於箱子重量的判斷，卻是比未戴眼鏡前還來得重（VR前3.16 < VR中4.23），這似乎相互矛盾。根據事後訪問，受試者表示看到鏡中的自己變身成超人後，確實感覺自己好像更有肌肉跟力氣，覺得自己可以拿起更重的東西。因此本研究推論，由於受試者對於自己的力量有較高評價，所以會對相同手感的箱子給予更高的重量評估。
4-3. 角色遞延效果
為了解讓受試者在短時間內重複測重，是否會影響第二輪的測重結果，也想了解在擁有身體歸屬感錯覺情況下，對於重量的感知是否會遞延到現實生活，因此以重複測量分析先超人和先老人兩組受試者，在VR中（2）及前（1）、後（3）共三次的箱子測重結果。結果顯示（表八）：
先超人組在VR前（1）的平均數為3.20，VR中（2）的平均數為4.23，VR體驗30分鐘後（3）的平均數為3.88，考驗結果F= 12.453，p <
.05。進一步成對比較後發現 3 > 1，p < .05，2與1、3沒有差別。也就是說，先超人組的受試者在30分鐘後，再次搬同樣的箱子時，會對箱子的重量估得比較重。
或許有人會覺得這個結果是理所當然的，因為短時間內搬了三次箱子，勢必會造成手部負擔。但是比對先老人組的數據後發現，先老人組在VR前（1）的平均數為3.43，VR中（2）的平均數為4.66，VR30分鐘後（3）的平均數為3.11，考驗結果F= 19.334，p < .01。進一步成對比較後發現 2 > 3，p < .05，1與2、3沒有差別。也就是在同樣搬三次的條件下，先老人組的受試者並未受到手部負擔的影響。
因此本研究推論，這是超人角色遞延的結果，受試者對於重量的主觀感知受到超人角色的影響而改變，因此第三次比第一次更高估箱子的重量。
4-4. 膚電反應
以相依樣本t檢定考驗超人虛擬身體與老人虛擬身體面對威脅時的膚電反應，超人的平均數為1.25，老人的平均數為1.06，t
= 0.41，p = .69，未達顯著。單測第一輪的先超人組與先老人組，超人平均數為1.81，老人平均數為1.09，t =
1.110，p =.29，亦未達顯著。因此僅作為身體歸屬感錯覺的輔助參考。
五、討論
本研究是透過VR沉浸式設備，讓受試者體驗化身成超人與老人兩種不同的虛擬角色，來探討以下的研究問題：
1. 虛擬角色與自我認知形象的差異，是否影響身體歸屬感錯覺。
2. 身體歸屬感錯覺強度，是否影響角色遞延到現實的效果。
根據實驗結果，超人虛擬身體的自我歸屬感錯覺顯著高於老人虛擬身體，研判是因為受試者都是22~32歲的年輕人，而「老人」與受試者的自我認知形象差異較大，或是出於偏見而對自己變老一事抗拒度高（有受試者表示自己的老人手看起來很噁心），因此對於老人化身的接受度較低，身體歸屬感錯覺也受影響。
受試者的身體歸屬感錯覺，會受對虛擬角色與自我認知形象的差異，或是好惡的情緒所影響，這與之前多篇研究的結果一致。根據一篇探討膚色對於橡膠手錯覺的影響的研究，發現種族偏見會導致白人需要花更長的時間才能對黑色皮膚的橡膠手臂產生身體歸屬感錯覺，且強度遠低白色手臂（Lira等人，2017）。另一篇探討虛擬角色的外觀與動作，對於情緒反應的影響的研究，也發現虛擬角色的外觀和動作會顯著影響參與者的情緒反應和情感強度，且女性對所有虛擬角色的負面情緒強度和對厭惡角色的負面情緒反應都明顯較高（Mousas、Anastasiou和Spantidi，2018）。
透過個案觀察與訪談可以發現儘管大多數年輕受試者會排斥老人虛擬身體，但部分受試者會因主觀情感認知，而提高老人虛擬身體歸屬感錯覺。例如：個案2，女性。她覺得鏡中的老人看起來很開朗，所以在體驗老人化身時，全程都情緒高漲，表現得很活潑也很投入，其超人與老人的身體歸屬感錯覺分別為4與3.3。個案10，女性。平時就是一個講話如蚊子聲般細微，容易被驚嚇的女生，其超人與老人的身體歸屬感錯覺分別為2.3與4，老人遠高於超人。
那麼身體歸屬感錯覺強度，是否影響角色遞延到現實的效果？根據Banakoua等人（2013）的化身小孩研究，發現了小孩角色的身體歸屬感確實遞延到了現實。此外在將橡膠手錯覺應用在黑色橡膠手上，可以減少淺膚色人群的內在種族偏見研究結果也表明，隱性偏見的減少的效果至少持續了1周（Banakou等，2016）。
根據本研究結果，超人角色因為身體歸屬感錯覺強度較高，所以對受試者的主觀感知產生了較大的影響，提高了其對於重量估計的標準值。或許有人會質疑，除非是專業的包裝或是送貨人員，不然一般受試者對於重量應該沒有穩定的標準，可能只是隨口亂猜。但是比較受試者在VR前對於三個箱子測重平均（超人為3.16公斤，老人為3.65公斤）與三個箱子實際重量平均（3公斤），會發現二者相差無幾，因此可以排除受試者亂猜導致的實驗誤差。
有學者認為，變身後所展現的身體歸屬感態度與行為，可被解釋為人們為了社會期望而做（Yee和Bailenson，2007）。也就是受試者從鏡中看到了超人，於是做出了刻板印象中的超人姿勢，從鏡中看到了老人，於是肢體動作變得比較小且拘束。確實在實驗過程中要求受試者擺出姿勢拍照時，部分受試者會擺出角色刻板印象的姿勢。然而倘若真如上述學者所言，那只是為了符合實驗者的期望而做，那麼就無法解釋為何先超人組受試者，第一次與第三次箱子的估重產生了顯著差異，而先老人組並無不同。
是故本研究推論，身體歸屬感錯覺強度會影響受試者的主觀感知，亦即入戲太深時，角色的影響會遞延到現實生活。而這個研究結果的發現，對於數位學習領域來說是很有幫助的。Banakou和Slater（2014）曾做過一個虛擬分身與聲音的實驗，他們在受試者發音時，刻意放出錯誤發音的語音。由於身體歸屬感錯覺的影響，受試者會誤以為發音錯誤是自己造成的，形成錯誤歸因。且在實驗結束後發現，受試者的聲音發生了改變，更趨向於實驗中的語音。
根據以上研究結果，未來在語言的學習上，可以嘗試讓學生化身為具有高超演講技巧的名人，透過第一人稱視覺與聽覺的同步刺激，或許就能提升學生對於學習的動機，更進一步改善發音並提升自我效能。另根據Waltemate等人（2018）的研究，虛擬身體越擬真，身體歸屬感錯覺就越強烈。因此若能讓受試者以客製化的虛擬分身（他自己的臉）進行體驗，學習效果勢必會更好。
參考文獻
. Botvinick, M., & Cohen, J. (1998). Rubber hands 'feel' touch that eyes see. Nature 391, 756–756. doi:10.1038/35784
. Valeria, I., Petkova, V. I. & Ehrsson, H. H. (2008). If I Were You: Perceptual Illusion of Body Swapping. PLOS ONE, 3 (12), e3832
. Normand, J. M., Giannopoulos, E., Spanlang, B., Slater, M. (2011). Multisensory Stimulation Can Induce an Illusion of Larger Belly Size in Immersive Virtual Reality. PLOS ONE, 6 (1), e16128
. Hoort, B., Guterstam, A., Ehrsson, H. H. (2011). Being Barbie: The Size of One’s Own Body Determines the Perceived Size of the World. PLOS, 6 (5), e20195
. Banakoua, D., Grotena, R., Slater M. (2013) Illusory ownership of a virtual child body causes overestimation of object sizes and implicit attitude changes. PNAS, 110 (31), 12846-12851
．Maselli A. & Slater M.(2013) The building blocks of the full body ownership illusion. Frontiers in Human Neuroscience. www.frontiersin.org 7(83) 1
．Banakou, D., Hanumanthu, P. D. & Slater, M. (2016) Virtual Embodiment of White People in a Black Virtual Body Leads to a Sustained Reduction Their Implicit Racial Bias. Frontiers in Human Neuroscience , 10 (601) doi: 10.3389/fnhum.2016.00601
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