通过智能玩具设计将儿童与自然联系起来

家长们越来越担心孩子的安全。 他们不太愿意让孩子在没有直接监督的情况下在户外玩耍。 因此，孩子们将大部分空闲时间都花在了有组织的体育、音乐和艺术活动上。 与前几代相比，这导致非结构化游戏的时间更少。 作家和自然时间倡导者理查德·卢夫将这种情况描述为“自然缺失症”。

数字技术经常被指责为孩子不出门的原因。 然而研究表明，遵循美国儿科学会媒体指南的儿童与不遵循的儿童的户外时间几乎没有差异。

如果做得好，数字技术可以成为解决方案的一部分。 它可以帮助解决激发孩子从室内到室外，然后与大自然联系的独特挑战。

市场上的智能玩具

一个不断增长的玩具市场，被称为智能玩具，通过电子或数字设备为玩具增加了“智能”。 智能玩具旨在提供陪伴和教育体验。 菲比是 1990 年代问世的智能玩具，专注于陪伴和自由玩耍。 最近的例子包括：

• Fisher Price 的智能玩具熊，
• 智能玩具有限责任公司的 Ubooly，
• Cognitoy Dino 由 IBM Watson 提供支持，由 Cognitoys 创建。

弥合室内、室外和自然的鸿沟

在美国，数以百计的游戏和应用程序支持儿童进行户外游戏。 他们中只有少数人专注于将孩子从室内过渡到室外，然后将他们与大自然联系起来的独特挑战。

为了弥补这一差距，一家名为 Smart Toy LLC 的公司与美国国家野生动物联合会 (NWF) 合作，创建了一系列基于智能手机和平板电脑的活动，以 NWF 的游侠瑞克角色为品牌。 这种体验称为Ranger Rick游戏包，可与Ubooly智能玩具和移动应用程序配合使用。 这些活动鼓励孩子们先到户外，然后与大自然接触。 例如，自然忍者活动促使孩子们像忍者一样行动，偷偷穿过他们的后院，用喷雾瓶给植物浇水。

NWF 想知道Ubooly和Ranger Rick游戏包在多大程度上成功实现了他们的目标。 我们与他们合作进行了一项研究，以检查玩具的用户体验。 我们的目标是确定未来儿童智能玩具的设计机会。

游戏、自然和技术的用户研究

我们首先进行了一些案头研究，以了解与室内、室外和自然游戏之间的差距相关的各种问题。 根据文献和我们与 NWF 主要利益相关者的讨论，我们确定了我们调查的四个主要重点领域：

• 动机和用途
  是什么影响了孩子和父母使用智能玩具去户外并与大自然联系？
• 播放上下文
  在不同的游戏环境中，我们需要对智能玩具进行哪些考虑？
• 社会角色
  在户外和大自然中使用技术时，孩子、父母和其他人如何互动？
• 技术因素
  户外智能玩具需要考虑哪些因素？

为了回答这些问题，我们设计了一个混合方法的用户研究。 该研究包括前后调查、为期两周的日记研究和与孩子们一起参与的设计日。

调查前后的调查使我们能够从参与者对“什么”和“多久”类型的问题的回答中收集基线数据，例如：“您目前对大自然的访问是什么样的？”、“什么你的后院怎么样？” 和“您的孩子多久开始一次户外游戏？”

我们选择了日记研究方法，因为它是收集“野外”数据的最佳方法，了解孩子们实际上如何与玩具互动。 这是一种可以超越年龄组的方法，允许我们的儿童参与者和照顾者参与者在此过程中提供他们的见解。 它还使我们能够解决动机这个话题，帮助我们了解玩具的长期使用情况，记录新玩具的新颖性可能会影响其使用多长时间——这是其他方法（例如访谈甚至直接观察）根本无法做到的。 t产生尽可能多的洞察力。

最后，我们专门选择了参与式设计方法来帮助我们跳出框框思考。 孩子们敏捷的头脑特别适合蓝天思维，通过与孩子一起设计，而不是为他们设计，我们成人设计师能够更好地解决他们潜在的需求和兴趣。

• 调查前和调查后
  收集对基线和Ubooly驱动的户外、自然和技术交互的见解。
• 日记学习
  在两周内跟踪Ubooly和Ranger Rick游戏包的使用情况。
• 设计日
  与孩子一起设计，探索将他们与自然联系起来的智能玩具的概念。

在客户合作者的帮助下，我们招募了 19 对儿童及其看护人。 在 19 对儿童和看护人中，有 7 对来自宾夕法尼亚州费城，代表城市环境。 十二对来自弗吉尼亚州雷斯顿的郊区。 这两个地区的参与者都有不同的后院类型和不同的自然接触方式。 我们的样本包括 5 至 9 岁的 8 名男孩和 11 名女孩，参与研究的主要是女性照顾者。

我们给了护理人员一周的时间来填写研究前调查，该调查由封闭式和开放式问题组成。 我们使用研究前调查来收集有关儿童和照顾者对的基线信息：

• 他们的室内、室外和自然活动是什么？
• 他们的后院是什么样的？
• 他们有多少接触自然的机会（即拥有天然植物和/或野生动物的青翠区域，以及自然公园、荒野和林地等绿色空间）？
• 科技在他们的日常生活中扮演什么角色？

我们使用日记研究来了解儿童和看护人如何在自然环境中与Ubooly互动。 我们鼓励参与者在两周内像玩其他玩具一样玩它。 我们要求看护者在儿童和/或他们自己玩Ubooly时发送书面描述、图像和音频视频文件。

我们为所有参与者提供了一个日记研究包，其中包含研究的描述和时间表，以及用于提交日记条目和图片的空白页。 这是研究的一个重要方面，因为我们发现参与者通常需要多种途径进入研究，并欣赏他们如何以及何时做出贡献的灵活性。 共享反馈的多种选择确保我们的研究拥有来自所有参与者的丰富而可靠的数据，并且不会基于技术限制排除任何人。

我们还发送了三个提示，以确保我们正在收集与重点关注领域相关的数据。 如果给参与者一个完全空白的画布，提供开放式反馈通常对参与者来说是一个挑战，因此我们通过提示为他们的数据共享搭建了脚手架，以确保我们解决我们的主要兴趣点：

• 动机和使用提示（学习 4 天）“请在周末玩Ubooly和Ranger Rick活动，并告诉我们一个关于您和/或您孩子的经历的简短故事。”
• 播放上下文提示（学习 6 天）“让您的孩子创建一张他们最喜欢与Ubooly一起玩耍的地方的图片。 拍照或扫描图像，然后通过电子邮件发回给我们。”
• 社会角色提示（学习 8 天）“采访您的孩子并通过视频或音频记录下来。 花几分钟时间问您的孩子以下问题并记录他们的回答。 我们也欢迎您提出自己的见解。

社会角色提示包括以下建议的问题，供照顾者问他们的孩子：

• “你喜欢和谁分享你的Ubooly ？” 或者，“当你和你的Ubooly一起玩时，你最喜欢和谁一起玩？” （例如，妈妈、爸爸、兄弟姐妹、朋友、没有人）。
• “给我讲一个关于你和[上面提到的人的名字]如何玩你的Ubooly的故事。 那是什么感觉？”
• “你有没有不想和你的Ubooly一起玩的时候？ 或者当您不想与他人分享时？ 给我讲一个关于那个的故事。”

尽管我们发送了具体提示以确保我们的研究问题得到解答，但我们并未就参与者应如何玩Ubooly （即在室内、后院或其他地方）提供指导或要求。 我们想让参与者解释一下，看看 *Ubooly* 的提示会发生什么。

日记研究结束后，我们发出了研究后调查。 在最初的 19 名护理人员中，有 15 名对第二次也是最后一次调查做出了回应。 我们要求护理人员分享他们的任何研究前答案是否以及如何受到他们使用Ubooly和Ranger Rick游戏包的两周的影响。

最后，我们在费城的办公室与目标年龄组的孩子一起举办了设计日活动。 我们让孩子们与我们一起设计“魔法玩具”，帮助像他们这样的人与大自然联系。 这些儿童设计师创造了低保真原型和图纸，帮助我们思考未来设计智能玩具的机会。

我们对汇总数据进行了定性分析。 我们寻找从所有三种研究方法的数据中出现的共同主题。 除了我们关注的四个主要领域外，我们没有对数据强加任何结构或意义，而是让主题展现自己。 我们使用传统的定性分析技术进行紧急编码，例如仔细阅读和不断比较。

对于大多数定性研究人员来说，不断比较的技术几乎是自动发生的。 它涉及将每条数据与另一条数据进行比较，同时寻找相似之处和不同之处。 当你阅读一段数据时，你将它与之前的一段数据进行比较和对比，以完善你对整体问题的理解并阐明你的主题。 这使得关键发现可以作为频率的结果出现，以及那些相对不同但很重要的结果。

当我们审查文本、图像、绘图、视频和设计工件的数据集时，我们将每条数据与前一条数据进行比较，直到没有新的主题出现。 然后，这些主题成为我们设计智能玩具以将儿童与自然联系起来的设计指南的基础，我们将在下一节中讨论。

设计连接儿童与自然的智能玩具

我们的分析揭示了 12 条指导或原则，用于设计智能玩具以弥合室内与室外的差距并将孩子与自然联系起来。 我们在下表中提供了它们以供快速参考。 在接下来的部分中，我们将回顾每条设计指南所依据的数据中的主要发现和示例。

十二项原则

动机和用途

通过我们与动机和使用相关的调查，我们了解到，当用户体验支持体育活动、提供冒险、培养想象力和激活感官时，孩子们就会有动力与大自然联系。

接近大自然是一项无法始终克服的挑战。 因此，我们有兴趣了解儿童的想象力是将他们与自然联系起来的最佳方式。 我们确定了帮助孩子们尽情发挥想象力的半结构化和非结构化冒险场景。

非结构化的冒险通过发现或好奇心驱动的学习来支持学习。 它涉及对自然的探索，而不是强加死板的课程计划。 在我们的研究中，儿童和看护人在没有Ubooly帮助的情况下进行了非结构化的冒险和想象力的飞行。 例如，一个孩子想去户外，这样她就可以用她在散步时收集的树叶、树枝和花朵建造一座童话屋。 她的看护人指出，“她喜欢远足，喜欢寻找物品来添加她过去两年一直在建造的童话房子。”

半结构化冒险通过Ubooly指导的脚本活动支持学习。 例如，自然忍者活动解决了与自然互动的几个动机。 它满足了孩子们对体育活动的渴望，激发了他们冒险的想法，并鼓励他们发挥想象力。 一位家长回忆了她和她的孩子在研究期间最难忘的时刻：

“外面正在下雨，但[我女儿]想出去。 所以我用喷雾瓶武装她，*Ubooly*（在一个塑料袋下）和一件雨衣，然后她就进了院子。 她一直蹲在院子里偷偷溜达。 她非常喜欢这项活动，以至于第二天她在没有下雨的情况下重复了这项活动。”

从“动机和使用”类别中，我们确定了前三个设计原则：

• 包括体育活动
  结合支持体育活动的功能和活动，以激励孩子们去户外活动。
• 探索冒险和想象力
  提供开放式的冒险场景，激发孩子的想象力。
• 激活感官
  激活孩子的感官和对自然美景的欣赏。

播放上下文

我们的许多护理人员报告说访问自然环境以与自然联系。 他们提到了国家公园、树木繁茂的小径、植物园、湖泊和海洋。 但他们也表示，由于时间不够以及与自然环境的距离，很难定期进入这些自然资源丰富的环境。 我们的研究表明，儿童和看护人实际上大部分“自然时间”都在自家后院或附近的公园度过。 好消息是，这并没有阻止他们寻找与自然联系的方法。

我们了解到，将想象力与任何户外环境结合使用就足以支持连接。 正是缺失的环节帮助儿童和看护者实现了与自然的联系，即使他们无法直接接触到自然。 孩子们想象一个他们在自己的后院与动物和自然互动的世界，而不用担心危险。

例如，一个孩子画了一个“喂鸟人”来帮助她观察自然：

“[我的女儿]设计了一个“人”，也可以作为喂鸟器、蜜蜂和蝴蝶的喂食器。 附近将是我们坐下来用双筒望远镜、日记本和放大镜观察的地方——甚至可能是照相机或记录器来记录鸟类和昆虫。 她头上会有一个盛水的盘子，供那些看起来像一顶帽子的鸟儿吃。”

儿童和看护者在自家后院接触大自然的一个主要原因是出于安全考虑。 对自己的后院的熟悉使它成为全家人体验自然的更舒适的地方，即使是通过孩子的想象镜头。

在我们与孩子们一起设计的日子里，我们多次看到这种情况出现。 几个孩子创建了应用程序，使用动物的声音或彩色警报来警告他们游乐区的危险（例如有毒植物、野生动物或恶劣天气）。

从“Play Context”类别中，我们确定了另外两个设计原则：

• 与动物建立联系。
  通过拟人化和翻译功能充分利用儿童对动物的天然兴趣。
• 提高安全意识。
  创造安全感，帮助孩子们在户外和大自然中感到舒适。

社会角色

我们对社会角色的调查强调了全方位的互动。 在户外和大自然中与孩子联系时，看护者扮演了许多角色，在与孩子和技术联系时，他们扮演着相似（尽管通常不同）的角色。

对于户外和/或在大自然中，护理人员承担以下角色：

• 促进者
  他们帮助他们的孩子获得新的信息或网站。
• 伴侣
  他们积极参与孩子的游戏。
• 导师
  他们在孩子的游戏中扮演了不干涉或更疏远的角色。

作为促进者角色的一个例子，一位照顾者指出，“[我的女儿]经常会问我某些鸟类、树叶、花朵、虫子等是什么，我并不总是知道答案。 我会把她带进去，我们会在互联网上或通过书本来找出答案。”

父母在技术方面所扮演的角色也各不相同。 看护人担任以下角色：

• 支持者
  他们帮助孩子下载新的应用程序。
• 背书人
  他们鼓励使用技术。
• 监视器
  他们管理孩子的屏幕时间和使用技术的数量。

正如一位担任监护人的看护人所建议的那样，“Nate 拿着Ubooly听他说话。 那是美好的一天，但我有点担心他只是在外面有放映时间！” 这两组角色的结合使得设计能够弥合室内、室外和自然鸿沟的智能玩具变得特别有趣和具有挑战性。

我们还了解了朋友和兄弟姐妹在玩Ubooly时的作用。 正如一位看护人所说，“我最初认为这是一个人的体验，但我的孩子们正在一起玩。 例如，一个人拿着Ubooly ，而另一个人做活动（例如给植物浇水）。”

我们看到孩子们想要参与支持收集和分享的活动，但我们观察到他们的分享小组是一个由朋友和兄弟姐妹（和/或父母和祖父母）组成的紧密社交团体。 他们对与陌生人分享或通过其他更广泛的社交媒体方法不太感兴趣。

通过观察社会角色，我们确定了两个设计原则：

• 考虑许多照顾者角色。
  支持许多照顾者角色，包括户外和自然游戏以及技术。
• 连接到紧密的社交团体。
  通过多参与者或可共享的体验将孩子与他们紧密联系的社交群体联系起来。

技术因素

我们的最后一个调查领域集中在与将技术放在外面时发生的事情相关的独特因素。 从我们对其他智能玩具的粗略回顾来看，其中许多都不适合户外使用。 我们怀疑像我们研究中的那种柔软的毛绒玩具可能不适合恶劣的天气和污垢，并且可能会受到户外屏幕眩光的影响。 这个重点领域揭示了最多的，也许是显而易见的设计考虑因素。

儿童和看护人都希望他们的玩具在外面是安全的——不受自然因素以及丢失和被盗的影响。 这些担忧出现在城市和郊区群体中。

Ubooly需要看护​​人将他们的智能手机放入毛绒玩具中。 这引发了对技术本身安全性的担忧。 一位护理人员总结说：“我会犹豫在户外使用Ubooly （因为它是毛绒玩具）。 在城市游乐场或公园里，有人可以用我的 iPhone 轻松抢走毛绒玩具！” 它还提出了一个问题，即儿童需要一种携带玩具的方式，既安全又允许免提玩耍。

另一个挑战是玩具的新颖性逐渐消失。 即使在我们为期两周的简短研究中，我们也看到一些（尽管不是全部）儿童和看护人对的使用从一周到下一周有所下降。 使用类似游戏的策略来激励孩子继续玩玩具很重要。 为了使玩具成功地激发行为改变，孩子们必须在最初的几次尝试之后继续使用它。

最后，我们确定了在玩具中利用智能手机技术的机会。 移动设备的摄像头组件非常适合分享体验。 我们的儿童设计师和参与者对此非常感兴趣。 特别是对于智能手机增强型玩具，例如Ubooly ，有机会利用移动设备上的所有传感器。 参与者不仅希望能够收听和响应Ubooly ，还希望它知道他们的位置（通过 GPS 功能）。

在我们的设计会议中，一个孩子创造了一种机器人设备，它可以看、听、说并将动物的声音翻译成人类的语言。 他的画显示一只动物告诉他他的头发“很酷”。

着眼于室内到室外游戏和与自然​​联系的独特技术因素，发现了另外五个设计原则：

• 在户外保护技术。
  确保智能玩具不受元素的影响，并防止被盗和丢失。
• 允许免提游戏。
  通过可穿戴功能和附加产品（例如，背带、书包）支持免提游戏。
• 扩展体验。
  一旦新鲜感消失，使用类似游戏的积分、级别和订阅来让孩子们保持参与。
• 提供收集和存储功能。
  包含允许孩子收集和存储他们的经验的功能。
• 利用移动“感官”。
  使用移动设备的所有特性和功能，例如摄像头、声音和地理位置。

为您的环境设计智能玩具

设计是上下文相关的。 尽管我们发现的许多设计原则适用于游戏环境，但有些可能不适用。 例如，我们从美国东海岸参与者那里学到的东西在加拿大中西部下雪的环境中可能并不适用。

如果您的背景与我们的不同，请考虑为您的独特受众使用的动机和障碍。 您将深入了解是什么让人们兴奋地拿起玩具并从室内游戏转移到户外游戏。 使用丰富的定性方法（例如日记研究）的组合来实现这一目标。

探索不同类型的游戏环境的机会，以深入了解用户的游戏方式和地点。 将父母的基线调查与孩子在游戏时间制作的图画结合起来。

承认影响智能玩具使用的各种社会角色。 您的最终用户可能从两个一起玩耍的孩子到一个孩子和一个看护人。 考虑看护人在玩您的玩具时将扮演的各种角色。 在您的日记学习中加入独特的提示，例如家长采访孩子，以了解这些角色在您的学习过程中如何发挥作用。

最后，考虑到影响户外使用技术的环境条件，不要害怕充分利用技术的特性和功能！ 在这里使用您良好的设计感以及参与者报告的关注点，以了解可能出现的所有关注点。

致谢

我们要感谢我们出色的合作者 Kelly Sense 和 Kevin Coyle。 我们还要感谢我们的同事 Sal Nistico 和 Erin Chan，他们为本项目的设计思维做出了重大贡献。

关于 SmashingMag 的进一步阅读：

• 为孩子设计 Web 界面
• 一位父亲对儿童 iPad 应用程序开发人员的恳求
• 从乐高了解更多关于创造力和创新的信息
• 大量受自然启发的排版