Version 1.0
探索交通锥引导潜力
将交通锥改造为公共引导装置，验证了其吸引注意力、组织行为的属性，但未匹配步道生态观察的核心需求。
Birdsong Beacon
项目简介
Birdsong Beacon是一个面向城市自然环境的生态交互装置。项目以爱丁堡利斯河步道的废弃交通锥为载体，回应“鸟类活动丰富却难被游客察觉”的场地问题。
装置通过多向声音传感器捕捉环境中的鸟鸣，并由Arduino控制舵机带动顶部观察结构转向主要声源，将无形、难以定位的声音转化为直观的方向提示。在尽量减少对鸟类自然行为干预的前提下，引导游客发现河岸林带中容易被忽略的鸟类活动。
项目原型于 2024 年 12 月在爱丁堡国家机器人中心展出。
研究起点
爱丁堡利斯河步道穿城而过，兼具自然栖息地与城市休闲空间的双重属性，日常聚集着步行者、跑者、骑行者与自然爱好者等多元人群。
调研前期，我们通过利斯河保护信托的资料确认，沿岸栖息有翠鸟、河乌、灰鹡鸰等多种代表性鸟类。但实地踏勘中却出现明显反差：开阔路段仅能观测到少量鸟类，而进入植被茂密的河段后，鸟鸣声显著增多。为进一步验证鸟类活动，我们在沿途多点投放鸟食，折返时发现鸟食已全部被取食。
这意味着沿岸鸟类活动并不少，只是受植被遮挡、活动习性等因素影响，大量活动始终处于游客的直接视野之外。
调研同期，我们注意到步道周边散落着废弃交通锥。这类城市常见的公共设施本身具有吸引注意、引导行为的属性，也为我们提供了另一条设计线索：它是否能够从被遗弃的城市物件，转化为连接人工环境与自然观察的媒介？
问题定义
废弃交通锥改造生态观察节点
基于场地调研，我们锚定核心设计命题：如何在最小干扰鸟类自然行为的前提下，帮助游客发现并定位沿岸隐蔽的鸟类活动？
场地中散落的废弃交通锥成为解题切入点：它自带吸引注意、提示环境变化、引导行为的公共属性。我们延续这一原生特质，将其从交通管理设施，转化为连接人与城市自然的生态观察节点。设计以鸟鸣作为环境感知入口：声音传感器捕捉不同方向的鸟鸣，通过机械结构将声音信息转化为直观的空间指向。装置不主动吸引、追踪或干预鸟类，仅向游客提供观察线索，引导人们从「听见鸟鸣」走向「定位方向、主动观察」。
项目参考亲自然城市（Biophilic Cities）与生态知觉（Ecological Perception）理论，以低干预的实体交互重构人与环境的注意力联结，让原本易被忽略的城市自然活动变得可感知、可定位，唤起人们对身边自然的关注。
方案迭代
从吸引鸟类到引导观察
围绕「帮助游客发现隐蔽鸟类活动」的核心目标，团队历经四轮方案迭代，方向从复用交通锥的公共引导属性，逐步转向低干预感知自然发生的鸟类活动。
Version 2.1
鸟食记录鸟类到访
加入喂食结构，尝试将鸟类取食行为转化为声音反馈，初步建立「鸟类活动 — 装置反馈」关联，但依赖鸟类主动触发，状态不稳定。
Version 2.2
人与鸟的间接互动
增设双节点联动，通过人体感应触发远端喂食机制，形成节点通信，但人为干预易干扰鸟类活动，偏离「辅助自然观察」的初衷。
Version 2.3
活动强度提示观察机会
受环境与技术限制，装置难以精准识别鸟类种类，团队因此调整方向：从「识别具体鸟种」转向「感知周边鸟类活动强度」。方案以红、黄、绿三色灯光对应不同等级的鸟类活动活跃度，并通过纸质模型完成用户测试，验证游客对灯光提示的理解度。但该版本仅能传递「附近有鸟」的抽象信号，始终无法回应游客最核心的疑问：鸟鸣到底来自哪个方向？
最终交互
将鸟鸣转化为观察方向
基于前期迭代结论，最终方案放弃喂食、灯光等主动干预形式，转而感知环境中自然发生的鸟鸣，将听觉信息转化为可直接理解、可即时行动的空间指引。
装置搭载多向声音传感器，通过比对不同方位的声强差异判定声源方向；Arduino 驱动舵机带动顶部指示结构转向主声源，将无形、转瞬即逝的鸟鸣，转化为清晰可见的机械指向。
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01
静止待机
装置作为河岸生态观察节点，持续监测周边环境声音
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02
鸟鸣触发
鸟类在植被深处鸣叫，活动处于游人视野之外
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03
感知转向
多向传感器捕捉声强差，顶部结构随舵机转向主声源方向
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04
吸引注意
装置的转动引起游客注意，提示周边存在鸟类活动
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05
定向观察
游客沿装置指向望向河岸林带，从「听见鸟鸣」转向「主动观察」
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06
重构感知
鸟类不再是背景音，成为可被发现、定位与感知的城市生态存在
交互逻辑：鸟鸣出现 → 多向声感定位 → 方向判定 → 舵机转向指引 → 游客定向观察
原型实现
环境声音驱动实体反馈
为验证「鸟鸣感知 — 方向判断 — 机械指引」的交互逻辑，团队整合传感、运算与机械结构，打造可运行实体原型。原型不以识别具体鸟种为目标，而是测试如何将不同方向的环境声音变化转化为直观的空间反馈。
多方位声音传感器阵列
装置不同方位布设声音传感器，持续采集环境声，通过比对各方向声强变化判定主声源，为系统提供输入信号。
Arduino Nano 33 IoT 控制器
读取多路传感器信号，按预设逻辑筛选主声源方向，将判定结果转化为机械控制指令。
舵机与旋转指向结构
驱动顶部望远镜式指示结构转向主声源方向，把无形的声音信息转化为游客可直观理解的机械动作指引。
原型制作与闭环验证
完成程序调试、硬件接线、舵机测试及结构组装，搭配 3D 打印外壳及支撑件，通过桌面实验验证「声音输入 — 结构转向」的交互闭环。
最终成果
从交互机制到展览原型
最终原型以废弃交通锥为主体，通过 3D 打印构件整合传感器、控制模块与可转动顶部指示结构。两组舵机分别驱动观察筒与交通锥转动，将环境声音输入转化为清晰可见的机械反馈。
为呈现装置未来在步道中的使用尺度，团队推演了约 150cm 高的实地部署方案；展览中则采用约 30cm 高的功能原型，将声音传感器布置于周边多个采集点，模拟不同方向的声源输入。系统检测到主声源方向后，顶部结构同步转向，完成从「听见鸟鸣」到「获得观察线索」的转化。
该原型验证了从环境声音感知到机械指引的实体交互逻辑，于 2024 年 12 月在爱丁堡国家机器人中心（The National Robotarium）展出。
反思与设想
当前原型已验证「环境声感知 — 方向判定 — 机械指引」的完整交互链路，但暂不具备稳定的鸟种识别能力与长期生态监测功能。后续需在真实户外环境开展持续测试，重点优化噪声误触发、声源定位稳定性、装置耐候性三大问题，并验证长期部署对鸟类及游客行为的潜在影响。
现场体验表明，缩小后的展览原型较难让首次接触的游客快速理解其交互意图。未来可通过更清晰的结构语义、观察提示与使用引导降低理解门槛；同时可在顶部观察结构加装放大镜、滤镜等部件，优化指向后的实际观察体验。
长远来看，Birdsong Beacon 可成为城市生态感知网络中的微型节点。秉持不干预野生生物的原则，未来它可拓展多物种声纹识别能力，嵌入各类城市自然空间，探寻人与野生动物相遇、驻足、静观的多元形态。
核心价值不是替代自然观察本身，而是以极轻的介入化作一枚视线索引 —— 让匆忙穿行于城市的人们稍作停留，重新发现那些藏在植被间、隐在日常里，近在咫尺的城市生机。