通过设计创意和情境音频互动来参与自然声音和公民科学

文献标题

通过设计富有创造性和情境性的音频交互，促进与自然声音和公民科学的互动

文献信息

• 主题领域: 人机交互 (HCI)、公民科学、生态保护、音频交互设计
• 关键词: 自然声音、音频、鸟类、公民科学、创造力、情绪、游戏、有目的的游戏、学习、游戏设计、参与性设计、声音、野生动物

研究背景与问题

• 问题或挑战:

  1. 生态系统的健康与野生动物的声音密切相关，但人们日常生活中常忽视自然声音。
  2. 当前的技术和工具不足以帮助人们学习和识别音频录音中的声音，导致相关生态研究和恢复不足，特别是涉及濒危鸟类（如东部刺毛鸟）。
  3. 创建可吸引用户学习和理解自然声音的令人愉悦的互动体验尚未深入研究。
  4. 自然界中某些鸟类的叫声未被充分研究，其变化性高（如东部刺毛鸟），这为基于人工智能的自动检测带来困难。

• 重要性: 理解和保护自然声音对生态系统恢复与野生动物保护具有重要意义，尤其是应对当前的环境危机。公众的参与将有助于加速濒危物种的保护工作。

• 研究动机与相关工作:

  1. 早期研究探讨了如何设计互动装置来激发对自然的兴趣，但存在视觉化音频（如声谱图）的难解性。
  2. 当前已有从事鸟类学和环境音频录音的专家研究，其中裸眼观察和声音结合成为重要主题。
  3. 设计诱人的音频交互体验，不仅可以吸引注意力，还有助于公民科学和生态保护中的物种识别。

解决方案

• 提出的解决方案: 作者设计了名为刺毛鸟哨挑战 (Bristle Whistle Challenge) 的原型游戏化活动，旨在通过交互式音频体验引起对自然声音的好奇心并支持公民科学下的野生动物保护。

• 创新之处:

  1. 结合游戏化和自由形式的探索活动，设计情境性强、具有创造性和多感官支持的音频交互。
  2. 引入拟人化对话代理（Bob Bristlebird），通过轻松的对话提供情感支持与指南。
  3. 用户在视觉（声谱图）和听觉（音频）的多感官交互中学习和识别鸟类叫声，同时加入创造性的声音命名等任务激发用户兴趣。
  4. 将公民科学与娱乐化设计相结合，探索感知和记忆的增强方法。

• 实施步骤: 挑战活动基于以下结构，包括多个层次：

  1. 引导: Bob Bristlebird 指导用户学习如何解释音频信息。
  2. 匹配任务: 用户匹配自然音景片段和鸟类音频，从简单到复杂循序渐进。
  3. 自由探索: 用户可自由发现鸟类音频特征并学习其他物种信息。
  4. 命名任务: 以创造性方式通过形状或声音对鸟叫命名。
  5. 任务应用: 用户将所学知识应用于真实声景音频中识别东部刺毛鸟叫声。

研究成果

• 具体成果:

  1. 情感和指南支持的有效性: Bob Bristlebird 作为对话代理，成功为用户提供情感慰藉和学习支持。
  2. 任务和学习的结合: 多种游戏化任务帮助用户逐步掌握复杂的跨模态感知（视觉和听觉）。
  3. 创造性命名增强记忆: 用户对自然声音的个人命名与解读增加了声音的可识别性和记忆性。
  4. 激发生态兴趣: 用户愿意进一步了解东部刺毛鸟及其生存状况。

• 优势: 相较于现有解决方案，刺毛鸟哨挑战利用多感官和游戏化设计增强用户兴趣和学习能力，为环境音频和公民科学带来新的参与方式。

• 实验与评估结果:

  1. 游戏测试表明用户对体验感到愉快，并积极尝试不同的音频识别策略。
  2. 用户采用了各种自主学习方法，包括音乐术语比喻、声音模仿和视觉联想。
  3. 以创造性方式命名鸟叫显著增加了记忆和识别能力。

• 局限性与未来方向:

  1. 游戏化设计虽有效，但参与人数和背景各异，需进一步验证其普适性。
  2. 缺乏对长时间学习和技能提升产生的可量化评估。
  3. 未来可探索如何将成果扩展至不同受众及公民科学中的长期合作模式。