重塑人与动物的关系：通过嗅觉、声音和视觉探索狐猴和人类的丰富体验

研究背景与问题

• 作者发现了哪些问题或挑战？

  • 现代动物园面临教育公众和确保动物福利之间的平衡挑战。访客与动物的直接互动虽然吸引人，但可能对动物福利产生负面影响，如噪音、喂食和触碰行为。
  • 当前的动物园技术主要分离动物和访客的使用，缺乏整合性设计来同时满足动物福利和访客教育需求。
  • 红腹狐猴（Varecia rubra），一种濒危物种，其感官偏好和行为模式尚未得到充分研究。

• 为什么这个问题很重要？

  • 动物园是全球濒危物种保护的重要据点，同时也是公众生态和保护教育的场所。通过技术优化人类和动物之间的关系，可能有助于提高访客的同理心并改善动物的生活质量。
  • 缺乏对多感官技术在动物园教育和福利上的潜力的全面理解，限制了技术的有效应用。

• 研究动机与相关工作

  • 之前的研究指出数字技术在提高灵长类认知能力和刺激自然行为方面具有潜力，但多集中于单一感官刺激。
  • 在访客教育中，技术增强展品和体验的效果已通过博物馆等领域得到验证，但在动物园中的应用仍相对欠缺。
  • 本研究旨在弥补技术设计同时面向动物和访客的知识空白，探索多感官刺激对动物和人类的影响。

解决方案

• 作者提出了哪些方法或解决方案？

  • 开发了一种名为“SensorySafari”的多模态设备，为红腹狐猴提供自主触发气味、声音和视觉刺激的机会，同时设计了与狐猴设备类似的访客互动装置。
  • 访客设备基于一种教育游戏，引导访客猜测狐猴的感官偏好并亲身体验狐猴的刺激选择。

• 该解决方案的创新之处是什么？

  • 同时设计了针对动物和访客的并行技术，使动物和访客能够通过类似的设备进行共时互动，促进了跨物种之间的感知和理解。
  • 首次系统研究红腹狐猴对多模态感官刺激的偏好，填补了动物多感官体验研究的空白。
  • 将基于行为观察和直接技术互动的数据结合，用于量化访客的教育、同理心和体验效果。

• 实施步骤是什么？使用了哪些关键技术？

  • Phase 1：对狐猴的研究：
    • 在狐狸的栖息地部署多模态设备，记录其与单一和组合模式的嗅觉、视觉和听觉刺激的交互。
    • 通过红外感应触发系统和摄像机收集互动数据，评估刺激类型对狐猴的吸引力。
  • Phase 2：与访客的互动：
    • 部署一个访客设备，在四个阶段（无技术、仅狐猴设备、仅访客设备、两者结合）中观察访客的行为。
    • 通过问卷和观察，记录访客停留时间、人数、教育效果、同理心得分以及总体体验。
  • 使用Raspberry Pi控制系统，实现设备的远程监控和数据记录。

研究成果

• 取得了哪些具体成果？

  • 红腹狐猴对多模态组合刺激的交互时间显著高于单一模式，气味刺激吸引效果最明显，视觉刺激最不吸引。
  • 同时部署狐猴和访客设备显著增加了访客数量、停留时间、教育效果、同理心得分和总体体验。
  • 即便访客未直接互动或观察到狐猴使用设备，仅设备的存在亦可增强访客的教育和体验。

• 与现有解决方案相比，它有哪些优势？

  • 当前技术大多面向单方群体（要么动物，要么访客），而本研究首次展示了技术设计可同时满足动物福利和访客教育的需求。
  • 提出了新的方法论，采用技术装置提高了动物行为研究和访客感知之间的有效整合。
  • 实验揭示了技术在提高访客对动物智能和行为理解中的潜力。

• 实验或评估结果是什么？

  • 在实验的63天中，狐猴触发设备4021次，表明了技术装置对其行为的显著吸引力，尤其是对嗅觉刺激和多模态刺激。
  • 在涉及25782名访客的第二阶段，访客在“狐猴与访客同时装备技术”阶段的停留时间平均显著增加（由70秒增至1094秒）。
  • 问卷数据（968份）显示，同理心得分在访客和狐猴双设备阶段达到了最高点（83%访客报告增加了同理心）。

• 局限性与未来方向

  • 局限性：
    • 仅限于对濒危的红腹狐猴物种开展的研究，结果的普适性需在其他动物和环境中进一步检验。
    • 对触觉和味觉等其他感官的研究尚未涉及。
    • 部分访客因视听障碍（如隔离玻璃遮挡声音）未能完全体验狐猴设备的效果。
  • 未来方向：
    • 将技术扩展到其他物种以验证跨物种的适用性，特别是较不受访客关注的爬行动物或昆虫。
    • 探讨长期部署此类设备对动物行为模式和福利的潜在影响，包括可能的习惯化效应。
    • 优化技术设计以加强动物和访客的实时交互，如开发增强现实或同频设备。
    • 纳入更广泛的感官维度（如触觉）以及访客的不同年龄和认知能力，提高系统的包容性。

总结

该研究成功开发了同时面向动物和访客的SensorySafari技术，显著改善了红腹狐猴的行为丰富性和访客的教育体验，为跨物种技术设计树立了有效范例。未来工作将从更多动物物种和更智能的技术交互中进一步深化其应用潜力。