通過智能玩具設計將兒童與自然聯繫起來

家長們越來越擔心孩子的安全。 他們不太願意讓孩子在沒有直接監督的情況下在戶外玩耍。 因此，孩子們將大部分空閒時間都花在了有組織的體育、音樂和藝術活動上。 與前幾代相比，這導致非結構化遊戲的時間更少。 作家和自然時間倡導者理查德·盧夫將這種情況描述為“自然缺失症”。

數字技術經常被指責為孩子不出門的原因。 然而研究表明，遵循美國兒科學會媒體指南的兒童與不遵循的兒童的戶外時間幾乎沒有差異。

如果做得好，數字技術可以成為解決方案的一部分。 它可以幫助解決激發孩子從室內到室外，然後與大自然聯繫的獨特挑戰。

市場上的智能玩具

一個不斷增長的玩具市場，被稱為智能玩具，通過電子或數字設備為玩具增加了“智能”。 智能玩具旨在提供陪伴和教育體驗。 菲比是 1990 年代問世的智能玩具，專注於陪伴和自由玩耍。 最近的例子包括：

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

彌合室內、室外和自然的鴻溝

在美國，數以百計的遊戲和應用程序支持兒童進行戶外遊戲。 他們中只有少數人專注於將孩子從室內過渡到室外，然後將他們與大自然聯繫起來的獨特挑戰。

為了彌補這一差距，一家名為 Smart Toy LLC 的公司與美國國家野生動物聯合會 (NWF) 合作，創建了一系列基於智能手機和平板電腦的活動，以 NWF 的遊俠瑞克角色為品牌。 這種體驗稱為Ranger Rick遊戲包，可與Ubooly智能玩具和移動應用程序配合使用。 這些活動鼓勵孩子們先到戶外，然後與大自然接觸。 例如，自然忍者活動促使孩子們像忍者一樣行動，偷偷穿過他們的後院，用噴霧瓶給植物澆水。

NWF 想知道Ubooly和Ranger Rick遊戲包在多大程度上成功實現了他們的目標。 我們與他們合作進行了一項研究，以檢查玩具的用戶體驗。 我們的目標是確定未來兒童智能玩具的設計機會。

遊戲、自然和技術的用戶研究

我們首先進行了一些案頭研究，以了解與室內、室外和自然遊戲之間的差距相關的各種問題。 根據文獻和我們與 NWF 主要利益相關者的討論，我們確定了我們調查的四個主要重點領域：

• 動機和用途
  是什麼影響了孩子和父母使用智能玩具去戶外並與大自然聯繫？
• 播放上下文
  在不同的遊戲環境中，我們需要對智能玩具進行哪些考慮？
• 社會角色
  在戶外和大自然中使用技術時，孩子、父母和其他人如何互動？
• 技術因素
  戶外智能玩具需要考慮哪些因素？

為了回答這些問題，我們設計了一個混合方法的用戶研究。 該研究包括前後調查、為期兩週的日記研究和與孩子們一起參與的設計日。

調查前後的調查使我們能夠從參與者對“什麼”和“多久”類型的問題的回答中收集基線數據，例如：“你目前接觸大自然的方式是什麼？”、“什麼你的後院怎麼樣？” 和“您的孩子多久開始一次戶外遊戲？”

我們選擇了日記研究方法，因為它是收集“野外”數據的最佳方法，了解孩子們實際上如何與玩具互動。 這是一種可以超越年齡組的方法，允許我們的兒童參與者和照顧者參與者在此過程中提供他們的見解。 它還使我們能夠解決動機這個話題，幫助我們了解玩具的長期使用情況，記錄新玩具的新穎性可能會影響其使用多長時間——這是其他方法（例如訪談甚至直接觀察）根本無法做到的。 t產生盡可能多的洞察力。

最後，我們專門選擇了參與式設計方法來幫助我們跳出框框思考。 孩子們敏捷的頭腦特別適合藍天思維，通過與孩子一起設計，而不是為他們設計，我們成人設計師能夠更好地解決他們潛在的需求和興趣。

• 調查前和調查後
  收集對基線和Ubooly驅動的戶外、自然和技術交互的見解。
• 日記學習
  在兩週內跟踪Ubooly和Ranger Rick遊戲包的使用情況。
• 設計日
  與孩子一起設計，探索將他們與自然聯繫起來的智能玩具的概念。

在客戶合作者的幫助下，我們招募了 19 對兒童及其看護人。 在 19 對兒童和看護人中，有 7 對來自賓夕法尼亞州費城，代表城市環境。 十二對來自弗吉尼亞州雷斯頓的郊區。 這兩個地區的參與者都有不同的後院類型和不同的自然接觸方式。 我們的樣本包括 5 至 9 歲的 8 名男孩和 11 名女孩，參與研究的主要是女性照顧者。

我們給了護理人員一周的時間來填寫研究前調查，該調查由封閉式和開放式問題組成。 我們使用研究前調查來收集有關兒童和照顧者對的基線信息：

• 他們的室內、室外和自然活動是什麼？
• 他們的後院是什麼樣的？
• 他們有多少接觸自然的機會（即擁有天然植物和/或野生動物的青翠區域，以及自然公園、荒野和林地等綠色空間）？
• 科技在他們的日常生活中扮演什麼角色？

我們使用日記研究來了解兒童和看護人如何在自然環境中與Ubooly互動。 我們鼓勵參與者在兩週內像玩其他玩具一樣玩它。 我們要求看護者在兒童和/或他們自己玩Ubooly時發送書面描述、圖像和音頻視頻文件。

我們為所有參與者提供了一個日記研究包，其中包含研究的描述和時間表，以及用於提交日記條目和圖片的空白頁。 這是研究的一個重要方面，因為我們發現參與者通常需要多種途徑進入研究，並欣賞他們如何以及何時做出貢獻的靈活性。 共享反饋的多種選擇確保我們的研究擁有來自所有參與者的豐富而可靠的數據，並且不會基於技術限制排除任何人。

我們還發送了三個提示，以確保我們正在收集與重點關注領域相關的數據。 如果給參與者一個完全空白的畫布，提供開放式反饋通常對參與者來說是一個挑戰，因此我們為他們的數據共享提供了提示，以確保我們解決了我們的主要興趣點：

• 動機和使用提示（學習 4 天）“請在周末玩Ubooly和Ranger Rick活動，並告訴我們一個關於您和/或您孩子的經歷的簡短故事。”
• 播放上下文提示（學習 6 天）“讓您的孩子創建一張他們最喜歡與Ubooly一起玩耍的地方的圖片。 拍照或掃描圖像，然後通過電子郵件發回給我們。”
• 社會角色提示（學習 8 天）“採訪您的孩子並通過視頻或音頻記錄下來。 花幾分鐘時間問您的孩子以下問題並記錄他們的回答。 我們也歡迎您提出自己的見解。

社會角色提示包括以下建議的問題，供照顧者問他們的孩子：

• “你喜歡和誰分享你的Ubooly ？” 或者，“當你和你的Ubooly一起玩時，你最喜歡和誰一起玩？” （例如，媽媽、爸爸、兄弟姐妹、朋友、沒有人）。
• “給我講一個關於你和[上面提到的人的名字]如何玩你的Ubooly的故事。 那是什麼感覺？”
• “你有沒有不想和你的Ubooly一起玩的時候？ 或者當您不想與他人分享時？ 給我講一個關於那個的故事。”

儘管我們發送了具體提示以確保我們的研究問題得到解答，但我們並未就參與者應如何玩Ubooly （即在室內、後院或其他地方）提供指導或要求。 我們想讓參與者解釋一下，看看 *Ubooly* 的提示會發生什麼。

日記研究結束後，我們發出了研究後調查。 在最初的 19 名護理人員中，有 15 名對第二次也是最後一次調查做出了回應。 我們要求護理人員分享他們的任何研究前答案是否以及如何受到他們使用Ubooly和Ranger Rick遊戲包的兩週的影響。

最後，我們在費城的辦公室與目標年齡組的孩子一起舉辦了設計日活動。 我們讓孩子們與我們一起設計“魔法玩具”，幫助像他們這樣的人與大自然聯繫。 這些兒童設計師創造了低保真原型和圖紙，幫助我們思考未來設計智能玩具的機會。

我們對匯總數據進行了定性分析。 我們尋找從所有三種研究方法的數據中出現的共同主題。 除了我們關注的四個主要領域外，我們沒有對數據強加任何結構或意義，而是讓主題展現自己。 我們使用傳統的定性分析技術進行緊急編碼，例如仔細閱讀和不斷比較。

對於大多數定性研究人員來說，不斷比較的技術幾乎是自動發生的。 它涉及將每條數據與另一條數據進行比較，同時尋找相似之處和不同之處。 當你閱讀一段數據時，你將它與之前的一段數據進行比較和對比，以完善你對整體問題的理解並闡明你的主題。 這使得關鍵發現可以作為頻率的結果出現，以及那些相對不同但很重要的結果。

當我們審查文本、圖像、繪圖、視頻和設計工件的數據集時，我們將每條數據與前一條數據進行比較，直到沒有新的主題出現。 然後，這些主題成為我們設計智能玩具以將兒童與自然聯繫起來的設計指南的基礎，我們將在下一節中討論。

設計連接兒童與自然的智能玩具

我們的分析揭示了 12 條指導或原則，用於設計智能玩具以彌合室內與室外的差距並將孩子與自然聯繫起來。 我們在下表中提供了它們以供快速參考。 在接下來的部分中，我們將回顧每條設計指南所依據的數據中的主要發現和示例。

十二項原則

動機和用途

通過與動機和使用相關的調查，我們了解到，當用戶體驗支持體育活動、提供冒險、培養想像力和激活感官時，孩子們就會有動力與大自然聯繫。

接近大自然是一項無法始終克服的挑戰。 因此，我們有興趣了解兒童的想像力是將他們與自然聯繫起來的最佳方式。 我們確定了幫助孩子們盡情發揮想像力的半結構化和非結構化冒險場景。

非結構化的冒險通過發現或好奇心驅動的學習來支持學習。 它涉及對自然的探索，而不是強加死板的課程計劃。 在我們的研究中，兒童和看護人在沒有Ubooly幫助的情況下進行了非結構化的冒險和想像力的飛行。 例如，一個孩子想去戶外，這樣她就可以用她在散步時收集的樹葉、樹枝和花朵建造一座童話屋。 她的看護人指出，“她喜歡遠足，喜歡尋找物品來添加她過去兩年一直在建造的童話房子。”

半結構化冒險通過Ubooly指導的腳本活動支持學習。 例如，自然忍者活動解決了與自然互動的幾個動機。 它滿足了孩子們對體育活動的渴望，激發了他們冒險的想法，並鼓勵他們發揮想像力。 一位家長回憶了她和她的孩子在研究期間最難忘的時刻：

“外面正在下雨，但[我女兒]想出去。 所以我用噴霧瓶武裝她，*Ubooly*（在一個塑料袋下）和一件雨衣，然後她就進了院子。 她一直蹲在院子裡偷偷溜達。 她非常喜歡這項活動，以至於第二天她在沒有下雨的情況下重複了這項活動。”

從“動機和使用”類別中，我們確定了前三個設計原則：

• 包括體育活動
  結合支持體育活動的功能和活動，以激勵孩子們去戶外活動。
• 探索冒險和想像力
  提供開放式的冒險場景，激發孩子的想像力。
• 激活感官
  激活孩子的感官和對自然美景的欣賞。

播放上下文

我們的許多護理人員報告說訪問自然環境以與自然聯繫。 他們提到了國家公園、樹木繁茂的小徑、植物園、湖泊和海洋。 但他們也表示，由於時間不夠以及與自然環境的距離，很難定期進入這些自然資源豐富的環境。 我們的研究表明，兒童和看護人實際上大部分“自然時間”都在自家後院或附近的公園度過。 好消息是，這並沒有阻止他們尋找與自然聯繫的方法。

我們了解到，將想像力與任何戶外環境結合使用就足以支持連接。 正是缺失的環節幫助兒童和看護者實現了與自然的聯繫，即使他們無法直接接觸到自然。 孩子們想像一個他們在自己的後院與動物和自然互動的世界，而不用擔心危險。

例如，一個孩子畫了一個“餵鳥人”來幫助她觀察自然：

“[我的女兒]設計了一個“人”，也可以作為餵鳥器、蜜蜂和蝴蝶的餵食器。 附近將是我們坐下來用雙筒望遠鏡、日記本和放大鏡觀察的地方——甚至可能是照相機或記錄器來記錄鳥類和昆蟲。 她頭上會有一個盛水的盤子，供那些看起來像一頂帽子的鳥兒吃。”

兒童和看護者在自家後院接觸大自然的一個主要原因是出於安全考慮。 對自己的後院的熟悉使它成為全家人體驗自然的更舒適的地方，即使是通過孩子的想像鏡頭。

在我們與孩子們一起設計的日子裡，我們多次看到這種情況出現。 幾個孩子創建了應用程序，使用動物的聲音或彩色警報來警告他們遊樂區的危險（例如有毒植物、野生動物或惡劣天氣）。

從“Play Context”類別中，我們確定了另外兩個設計原則：

• 與動物建立聯繫。
  通過擬人化和翻譯功能充分利用兒童對動物的天然興趣。
• 提高安全意識。
  創造安全感，幫助孩子們在戶外和大自然中感到舒適。

社會角色

我們對社會角色的調查強調了全方位的互動。 在戶外和大自然中與孩子聯繫時，看護者扮演了許多角色，在與孩子和技術聯繫時，他們扮演著相似（儘管通常不同）的角色。

對於戶外和/或在大自然中，護理人員承擔以下角色：

• 促進者
  他們幫助他們的孩子獲得新的信息或網站。
• 伴侶
  他們積極參與孩子的遊戲。
• 導師
  他們在孩子的遊戲中扮演了不干涉或更疏遠的角色。

作為促進者角色的一個例子，一位照顧者指出，“[我的女兒]經常會問我某些鳥類、樹葉、花朵、蟲子等是什麼，我並不總是知道答案。 我會把她帶進去，我們會在互聯網上或通過書本來找出答案。”

父母在技術方面所扮演的角色也各不相同。 看護人擔任以下角色：

• 支持者
  他們幫助孩子下載新的應用程序。
• 背書人
  他們鼓勵使用技術。
• 監視器
  他們管理孩子的屏幕時間和使用技術的數量。

正如一位擔任監護人的看護人所建議的那樣，“Nate 拿著Ubooly聽他說話。 那是美好的一天，但我有點擔心他只是在外面有放映時間！” 這兩組角色的結合使得設計能夠彌合室內、室外和自然鴻溝的智能玩具變得特別有趣和具有挑戰性。

我們還了解了朋友和兄弟姐妹在玩Ubooly時的作用。 正如一位看護人所說，“我最初認為這是一個人的體驗，但我的孩子們正在一起玩。 例如，一個人拿著Ubooly ，而另一個人做活動（例如給植物澆水）。”

我們看到孩子們想要參與支持收集和分享的活動，但我們觀察到他們的分享小組是一個由朋友和兄弟姐妹（和/或父母和祖父母）組成的緊密社交團體。 他們對與陌生人分享或通過其他更廣泛的社交媒體方法不太感興趣。

通過觀察社會角色，我們確定了兩個設計原則：

• 考慮許多照顧者角色。
  支持許多照顧者角色，包括戶外和自然遊戲以及技術。
• 連接到緊密的社交團體。
  通過多參與者或可共享的體驗將孩子與他們緊密聯繫的社交群體聯繫起來。

技術因素

我們的最後一個調查領域集中在與將技術放在外面時發生的事情相關的獨特因素。 從我們對其他智能玩具的粗略回顧來看，其中許多都不適合戶外使用。 我們懷疑像我們研究中的那種柔軟的毛絨玩具可能不適合惡劣的天氣和污垢，並且可能會受到戶外屏幕眩光的影響。 這個重點領域揭示了最多的，也許是顯而易見的設計考慮因素。

兒童和看護人都希望他們的玩具在外面是安全的——不受自然因素以及丟失和被盜的影響。 這些擔憂出現在城市和郊區群體中。

Ubooly需要看護人將他們的智能手機放入毛絨玩具中。 這引發了對技術本身安全性的擔憂。 一位護理人員總結說：“我會猶豫在戶外使用Ubooly （因為它是毛絨玩具）。 在城市遊樂場或公園裡，有人可以用我的 iPhone 輕鬆搶走毛絨玩具！” 它還提出了一個問題，即兒童需要一種攜帶玩具的方式，既安全又允許免提玩耍。

另一個挑戰是玩具的新穎性逐漸消失。 即使在我們為期兩週的簡短研究中，我們也看到一些（儘管不是全部）兒童和看護人對的使用從一周到下一周有所下降。 使用類似遊戲的策略來激勵孩子繼續玩玩具很重要。 為了使玩具成功地激發行為改變，孩子們必須在最初的幾次嘗試之後繼續使用它。

最後，我們確定了在玩具中利用智能手機技術的機會。 移動設備的攝像頭組件非常適合分享體驗。 我們的兒童設計師和參與者對此非常感興趣。 特別是對於智能手機增強型玩具，例如Ubooly ，有機會利用移動設備上的所有傳感器。 參與者不僅希望能夠收聽和響應Ubooly ，還希望它知道他們的位置（通過 GPS 功能）。

在我們的設計會議中，一個孩子創造了一種機器人設備，它可以看、聽、說並將動物的聲音翻譯成人類的語言。 他的畫顯示一隻動物告訴他他的頭髮“很酷”。

著眼於室內到室外遊戲和與自然聯繫的獨特技術因素，發現了另外五個設計原則：

• 在戶外保護技術。
  確保智能玩具不受元素的影響，並防止被盜和丟失。
• 允許免提遊戲。
  通過可穿戴功能和附加產品（例如，背帶、書包）支持免提遊戲。
• 擴展體驗。
  一旦新鮮感消失，使用類似遊戲的積分、級別和訂閱來讓孩子們保持參與。
• 提供收集和存儲功能。
  包含允許孩子收集和存儲他們的經驗的功能。
• 利用移動“感官”。
  使用移動設備的所有特性和功能，例如攝像頭、聲音和地理位置。

為您的環境設計智能玩具

設計是上下文相關的。 儘管我們發現的許多設計原則適用於遊戲環境，但有些可能不適用。 例如，我們從美國東海岸參與者那裡學到的東西在加拿大中西部下雪的環境中可能並不適用。

如果您的背景與我們的不同，請考慮為您的獨特受眾使用的動機和障礙。 您將深入了解是什麼讓人們興奮地拿起玩具並從室內游戲轉移到戶外遊戲。 使用豐富的定性方法（例如日記研究）的組合來實現這一目標。

探索不同類型的遊戲環境的機會，以深入了解用戶的遊戲方式和地點。 將父母的基線調查與孩子在遊戲時間製作的圖畫結合起來。

承認影響智能玩具使用的各種社會角色。 您的最終用戶可能從兩個一起玩耍的孩子到一個孩子和一個看護人。 考慮看護人在玩您的玩具時將扮演的各種角色。 在您的日記學習中加入獨特的提示，例如家長採訪孩子，以了解這些角色在您的學習過程中如何發揮作用。

最後，考慮到影響戶外使用技術的環境條件，不要害怕充分利用技術的特性和功能！ 在這裡使用您良好的設計感以及參與者報告的關注點，以了解可能出現的所有關注點。

致謝

我們要感謝我們出色的合作者 Kelly Sense 和 Kevin Coyle。 我們還要感謝我們的同事 Sal Nistico 和 Erin Chan，他們為本項目的設計思維做出了重大貢獻。

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