[论文解读] LoopBoxes -- Evaluation of a Collaborative Accessible Digital Musical Instrument

Andreas Förster, Alarith Uhde+3 more|arXiv (Cornell University)|May 24, 2023

Assistive Technology in Communication and Mobility被引用 4

一句话总结

LoopBoxes 是一种模块化、易用的数字乐器，专为特殊教育需求（SEN）环境中的协作音乐创作而设计，采用实体交互与开源技术。在音乐节试点（n=39）和学校案例研究中，该乐器实现了跨年龄和能力群体的包容性、直观的音乐创作，当其完全自包含且即插即用时，具备长期在课堂中应用的强劲潜力。

ABSTRACT

LoopBoxes is an accessible digital musical instrument designed to create an intuitive access to loop based music making for children with special educational needs (SEN). This paper describes the evaluation of the instrument in the form of a pilot study during a music festival in Berlin, Germany, as well as a case study with children and music teachers in a SEN school setting. We created a modular system composed of three modules that afford single user as well as collaborative music making. The pilot study was evaluated using informal observation and questionnaires (n = 39), and indicated that the instrument affords music making for people with and without prior musical knowledge across all age groups and fosters collaborative musical processes. The case study was based on observation and a qualitative interview. It confirmed that the instrument meets the needs of the school settings and indicated how future versions could expand access to all students, especially those experiencing complex disabilities. In addition, out-of-the-box functionality seems to be crucial for the long-term implementation of the instrument in a school setting.

研究动机与目标

• 设计一种模块化、易用的数字乐器（DMI），以支持特殊教育需求（SEN）学校环境中的协作音乐创作。
• 解决当前缺乏直观、模块化且适合集体使用的DMI的问题，特别是在为复杂残疾学生服务的SEN课堂中。
• 确保该乐器在视觉上对残障与非残障用户均具吸引力，以打破辅助技术“次等”的刻板印象。
• 开发一种开箱即用、设置极少的系统，以支持其在校园环境中的长期整合。
• 通过混合方法的实地研究，在真实场景中评估该乐器，包括在公共音乐节和SEN学校中的应用。

提出的方法

• 设计了一套由三个核心模块组成的模块化DMI系统：步长 sequencer、循环模块和旋律 sequencer，每个模块均可独立或协作进行音乐创作。
• 使用Pure Data（Pd）实现声音生成与控制，通过物理按钮和滑杆实现实体交互，以实现直观操作。
• 在柏林的一场公共音乐节中开展试点研究，受众混合（n=39），采用非正式观察与问卷调查方法。
• 在SEN学校环境中开展案例研究，通过直接观察与对儿童及音乐教师的质性访谈收集数据。
• 整合开源硬件（Raspberry Pi）与基于网络的控制界面，实现独立运行、即插即用的教室功能。
• 开发了教学支架工具，包括图形记谱谱面，以支持协作作曲与音乐片段的叠加。

Figure 1: First prototype of the step sequencer module

实验结果

研究问题

• RQ1 模块化、实体交互的DMI是否能在SEN学校环境中支持跨不同能力水平的包容性、协作式音乐创作？
• RQ2 具有与不具音乐经验的儿童在个人与团体情境下如何与该乐器互动？
• RQ3 在长期课堂应用中，哪些设计与可用性因素对易用的DMI实施至关重要？
• RQ4 该乐器在多大程度上支持复杂残疾儿童之间的美学交流与创造性表达？
• RQ5 开源、模块化软硬件如何实现适合学校环境的即插即用功能？

主要发现

• 试点研究（n=39）表明，LoopBoxes 能够支持所有年龄组及不同音乐经验水平的用户进行音乐创作，包括无任何先前训练者，并促进了协作过程。
• 在学校案例研究中，该乐器被所有学生成功使用，包括有复杂残疾的学生，且儿童与教师均认为其具有可及性与吸引力。
• 模块化设计被广泛视为关键优势，可灵活配置以满足个别学生需求。
• 小组探索并非普遍有效；部分学生更倾向于先进行个人探索，凸显了需同时提供个人与小组活动选项的必要性。
• 教学支架工具（如图形记谱谱面）对帮助学生理解并管理音乐循环的协作叠加至关重要。
• 开箱即用功能——尤其是通过Raspberry Pi与网络界面实现的独立运行——被确认为长期课堂采纳的关键因素，教师特别强调了极简的设置时间。

Figure 2: Schematic View of the three modular instruments.