Когда американский когнитивист Джошуа Хартсхорн исследовал, как люди во всем мире изучают английский язык, ему нужно было собрать десятки тысяч человек для прохождения языкового теста. Он разработал «Какой английский?», грамматическая игра, которая представляла собой серию сложных словесных задач, а затем угадывала, где в мире игрок выучил язык. Участники делились своими результатами — точными или нет — в социальных сетях, создавая эффект снежного кома для найма. Выводы, основанные на данных почти 670 000 человек, показали, что существует «критический период» для изучения второго языка, который продолжается в подростковом возрасте.
Такого рода «геймификация» становится мощным исследовательским инструментом в областях, изучающих людей, включая психологию, неврологию, экономику и поведенческую экономику. Делая исследования увлекательными, этот подход может помочь экспериментам охватить тысячи или миллионы участников. Например, эксперименты, встроенные в видеоигру, показали, что планировка города, в котором живет ребенок, определяет его будущие навигационные способности 2 . Данные цифрового поиска по словам показали, что опытные в игре люди не всегда дают лучшие советы тем, кто пытается ее изучить. И игра с дилеммой, в которой участвовали миллионы людей, показала, что у большинства людей есть надежная моральная интуиция.
Геймификация может помочь избежать ловушек обычных лабораторных экспериментов, позволяя исследователям изучать различные группы населения, проводить более сложные эксперименты и наблюдать за поведением человека в естественной среде. Это может улучшить статистическую мощность и воспроизводимость, делая исследования более надежными. Технические достижения удешевляют и упрощают геймификацию, а пандемия COVID-19 вынудила многие лаборатории перенести свои эксперименты на людях в онлайн. Но, несмотря на эти изменения, большинство из них еще не воспользовались возможностями, которые предоставляет геймификация.
Чтобы полностью раскрыть потенциал этого подхода, исследователи должны развеять заблуждения, разработать новые технологии геймификации, улучшить доступ к существующим и применить методы для продуктивных исследовательских вопросов. Мы исследователи в области психологии, лингвистики, науки о развитии, науки о данных и музыки, которые провели собственные игровые эксперименты. Мы думаем, что науке пора серьезно заняться играми.
Теория игр
Геймификация мотивирует людей участвовать в экспериментах, включая подсчет очков, соревнование, отзывы о работе и возможность узнать о себе через игру (см. «Принять участие в геймифицированном исследовании»). В начале 2005 и 2008 годов когнитивный нейропсихолог Лаура Жермин, ныне работающая в Гарвардской медицинской школе в Бостоне, штат Массачусетс, адаптировала психологические оценки и разместила их на своем веб-сайте гражданской науки TestMyBrain.org . Ее работа показала, что самостоятельно отобранные образцы могут давать высококачественные данные, даже если участники не контролируются и не получают вознаграждения. По мере развития геймификации она объединила психологию развития с информатикой, веб-разработкой и исследованиями пользовательского опыта, чтобы создать захватывающие, захватывающие встречи для участников.
Геймификация может включать в себя преобразование экспериментов в игры на заказ, встраивание экспериментов в существующие игры и извлечение данных из текущих. Популярная игра Wordle — в каком-то смысле крупнейший в мире психолингвистический эксперимент — уже послужила поводом для исследований по таким темам, как проблемы оптимизации при активном обучении 6 и контексты, в которых люди обманывают.
Участников обычных лабораторных исследований человеческого поведения часто немного, и они СТРАННЫЕ (то есть из западных, образованных, промышленно развитых, богатых и демократических обществ). Это приводит к статистически неточным или невоспроизводимым результатам, которые нельзя обобщить на другие группы.
Огромные наборы данных, полученные благодаря геймифицированной науке, могут помочь решить вопросы воспроизводимости и обобщаемости. Например, небольшие исследования показали, что опыт человека, говорящего на тональном языке — таком, который использует высоту тона или тона для различения слов, как в мандаринском диалекте, — изменяет его способность воспринимать музыкальный тон. Однако такая работа велась в основном на мандаринском или кантонском диалекте. Чтобы изучить тональные языки, которые изучаются реже, Цзинсюань Лю, ныне аспирант Колумбийского университета в Нью-Йорке, и один из нас (СЭМ) использовали данные популярного веб-викторины «Проверь свой музыкальный IQ» . повторили эти результаты у полумиллиона носителей таких языков, включая эве, на котором говорят в Западной Африке, и бирманский, используемый в Мьянме.
Вопросы воспроизводимости и обобщаемости особенно остро стоят перед учеными, работающими с труднодоступными изучаемыми группами, такими как дети. Геймифицированные эксперименты могут стимулировать участие детей в таких условиях, как школы или музеи, вместо того, чтобы требовать специальной поездки в лабораторию, на что есть время или интерес только у некоторых семей. Например, один из нас (БЛ) установил «Давай рисовать!». киоск в Детском музее открытий Сан-Хосе в Калифорнии. Детей, посещающих музей, просили нарисовать разные предметы, например, часы или тигра, а затем поиграть в игры, пытаясь узнать рисунки друг друга. В течение следующих 18 месяцев в киоске было собрано более 37 000 рисунков примерно 8 000 детей в возрасте от 2 до 10 лет.
Игры, в которые играют в лаборатории, также могут повысить надежность данных. Двое из нас (AB-L. и DGW), работая с психолингвистом Джо Тоскано из Университета Вилланова в Пенсильвании, хотели изучить, как люди общаются с помощью просодии — моделей интонации, пауз и ритма, которые передают важную информацию, а также сарказм и юмор. Неестественные разговоры, которые участники обычно производили в лаборатории, ограничивали эти акустические сигналы, а предыдущие результаты по просодии были противоречивыми. Мы разработали головоломки в игре Minecraft, которые игроки должны были решать, общаясь, поглощенные игрой. Это привело к более естественному диалогу и более качественным данным, показывающим, что участники использовали интонацию и продолжительность речи для передачи тонкой информации, например, было ли слово новым для разговора.
По сравнению с лабораторными исследованиями онлайн-игровые эксперименты упрощают и удешевляют привлечение различных участников, в том числе из групп, недостаточно представленных в научных исследованиях. В исследовании, опубликованном в прошлом году, в геймифицированном эксперименте с направленной на младенцев речью и пением были задействованы сотни людей, которые идентифицировали себя по трем гендерным категориям и широкому диапазону доходов домохозяйств и этнических групп в Соединенных Штатах 11 . В более широком смысле перевод геймифицированного эксперимента и его глобальное распространение в Интернете может помочь снизить англоязычный характер исследований в области бихевиоризма.
Барьеры для геймификации отступают. Раньше кодирование эксперимента для онлайн-экспериментов требовало, чтобы лаборатория поддерживала и разрабатывала собственный код. Но за последние несколько лет произошел взрыв бесплатных инструментов с открытым исходным кодом для основных языков программирования, таких как JavaScript и Python. Один из наиболее распространенных инструментов для базовых экспериментов на людях в Интернете, библиотека JavaScript jsPsych, была запущена в 2012 году Джошем де Леу, когнитивистом из колледжа Вассар в Покипси, Нью-Йорк. По данным Google Scholar, он использовался почти в 1000 опубликованных статьях.
Инструмент jsPsych предоставляет исследователям возможность показывать своим участникам стимулы (текст, изображения, аудио, видео); задавать вопросы о них; собирать ответы различными способами (множественный выбор, произвольный текст, щелчок или касание изображения); и для вывода данных в структурированном формате. Самое главное, что de Leeuw поддерживает активный пользовательский форум и репозиторий GitHub, где исследователи могут обсуждать вопросы и совместно работать над кодовой базой. Этот и подобные инструменты, такие как lab.js, Open Sesame и psychTestR, позволяют исследователям без труда начать проводить поведенческие эксперименты в Интернете (см. «Приступайте к геймификации»).
Взлеты и падения
Геймифицированные эксперименты имеют явные недостатки. Многие ученые привыкли иметь полный контроль над своей лабораторной средой: они могут наблюдать за поведением участников непосредственно во время экспериментов и проверять, являются ли люди теми, кем они себя называют. Критики могут бояться потерять этот контроль или могут беспокоиться о том, что люди не будут в полной мере участвовать в тестах или исказят результаты, подделывая свою личность, многократно проходя игры или злонамеренно участвуя в них с помощью интернет-ботов.
Эти критические замечания можно частично смягчить. Игровые исследования могут привлечь участников лучше, чем лабораторные, потому что они мотивируют по своей сути. В самом деле, многие психологи наблюдали разного рода отстранение от лабораторных экспериментов, например, когда участники просматривали социальные сети или даже вздремнули, потому что задания зачастую скучны и низкооплачиваемы. Тот факт, что многие геймифицированные эксперименты стали вирусными на YouTube, Reddit и других платформах социальных сетей, служит доказательством того, что участники могут быть глубоко вовлечены в исследования — возможно, в большей степени, чем при использовании традиционных подходов, хотя нам нужно больше данных, чтобы быть уверенным.
Креативные подходы к планированию экспериментов и анализу данных также могут дать исследователям больший контроль над геймифицированной наукой, чем можно было бы ожидать. Например, в музыкальном исследовании, посвященном детям, когнитивист Кортни Хилтон из Университета Окленда, Новая Зеландия, и его коллеги (включая SAM) изучали, когда участники играли в игру, и сравнивали распределение местного времени с временем, которое играли взрослые. Участники с меньшей вероятностью играли по ночам, что означает, что они действительно были детьми, которые в это время с большей вероятностью спят 14 .. Опасения по поводу того, что участники могут быть ботами, можно уменьшить, сравнив время всплесков набора с известными событиями, такими как публикация в социальных сетях, рекламирующая игру, и используя проверки манипуляций, которые предназначены для того, чтобы участник мог легко их обнаружить. ответ, но сложно для мошенника или бота. В конечном счете, однако, некоторые исследовательские вопросы лучше подходят для лабораторных исследований. Менее контролируемая среда, используемая в сетевой игровой науке, может и должна дополнять лабораторную работу.
Еще одна обоснованная критика заключается в том, что геймифицированная наука, представленная в Интернете, не учитывает людей, у которых нет смартфонов, компьютеров и доступа в Интернет. Но он по-прежнему предлагает улучшение статус-кво. Сообщества с ограниченными ресурсами уже рискуют оказаться за бортом лабораторных экспериментов, потому что лаборатории сосредоточены в небольшом количестве мест, и участники должны тратить время и деньги, чтобы посетить их. Напротив, смартфоны становятся повсеместными во всем мире. Согласно опросу 2021 года, проведенному исследовательским центром Pew Research Center в Вашингтоне, округ Колумбия , в Соединенных Штатах три четверти взрослых с семейным доходом ниже 30 000 долларов США в год имеют смартфон .. Тот факт, что люди из сообществ с низким уровнем дохода чаще подключаются к Интернету с помощью смартфонов, чем с помощью настольных компьютеров, означает, что для исследователей является первоочередной задачей разработка мобильных экспериментов, которые работают при медленном или неоднородном подключении к Интернету.
Геймифицированные эксперименты, особенно крупные онлайн-проекты, также должны решать вопросы, касающиеся авторского права, конфиденциальности, хранения и доступа к данным. Законы о защите данных и конфиденциальности различаются в разных странах, и в некоторых исследованиях собирается информация (например, о поле или доходе), которая подпадает под защищенные категории. Чтобы сохранить конфиденциальность и избежать юридических проблем, исследователи могут отказаться от сбора личных данных, таких как IP-адреса или другая идентифицирующая информация.
Если данные собираются сторонней компанией в существующей игре, информация может быть закрытой. Соглашение об использовании данных необходимо для проведения исследований и во избежание конфликта интересов. Во многих университетах есть группы по юридическим и этическим вопросам, которые могут консультировать по вопросам геймифицированных экспериментов так же, как и по лабораторным. Например, при геймификации эксперимента с опубликованными музыкальными записями один из нас (СЭМ) получил от юристов Гарварда полезные советы по закону об авторском праве США.
Четыре шага в будущее
Чтобы геймификация полностью раскрыла свой потенциал, необходимо выполнить четыре шага. Во-первых, исследователям, уже состоящим в сообществе, необходимо координировать свою деятельность по развитию, чтобы расширить доступ к технологиям и поделиться техническими навыками. Лаборатории должны сделать свое программное обеспечение общедоступным, чтобы начинающим ученым не приходилось изобретать велосипед. Хотя практики открытой науки получают все большее распространение благодаря таким платформам, как GitHub, Zenodo и Open Science Framework, они еще не получили повсеместного распространения. Сообщество выиграет от объединения ресурсов для создания централизованных инструментов и передового опыта для развития технологий, а также от проведения конференций и семинаров, направленных на расширение доступа к геймификации и опыту гражданской науки.
Во-вторых, существующие инструменты должны быть улучшены. Многие исследователи используют коммерческое программное обеспечение, такое как Qualtrics или SurveyMonkey, для проведения онлайн-опросов, но для проведения геймифицированных экспериментов в свободном доступе нет аналогичного программного обеспечения. Интерфейсные инструменты, такие как jsPsych, как правило, еще не оптимизированы для экспериментов с мобильными устройствами. Бэкэнд-инструменты, которые доступны ученым без значительных технических знаний, встречаются редко, но они дали бы толчок способности ученых проводить крупномасштабные геймифицированные эксперименты, которые все еще относительно редки. Научное сообщество должно работать над развитием этих ресурсов, а спонсоры во всем мире должны уделять приоритетное внимание поддержке этих усилий. Национальный научный фонд США уже призвал к проектам цифровой инфраструктуры в рамках усилий по повышению воспроизводимости (см.go.nature.com/3xi6bae).
В-третьих, ученые должны искать профессии, не связанные с исследованиями, чтобы расширить свой набор технических инструментов. Геймифицированные эксперименты, которые производят много данных, могут выиграть от использования программного обеспечения и методов, которые являются стандартными в технологической отрасли, но все еще недостаточно используются в науке. К ним относятся контроль версий с помощью Git (способ систематического отслеживания различных версий кода) и хранение данных в реляционных базах данных (например, использующих SQL — язык управления базами данных, повсеместно распространенный в технологических компаниях). Исследовательским лабораториям следует рассмотреть возможность консультирования или найма художников, графических дизайнеров, преподавателей и других специалистов из разных областей, которые могут повысить надежность экспериментов за счет улучшения игрового дизайна. А наем или заключение контрактов с выделенными разработчиками программного обеспечения гарантирует, что технические навыки не будут потеряны, когда аспиранты и постдоки покидают лабораторную группу. Спонсоры должны поддерживать эти важные позиции.
Наконец, сообществу необходимо улучшить способ рассеивания ложных впечатлений о геймификации, которая по своей природе может показаться скорее развлечением, чем серьезным исследовательским инструментом. Мы думаем, что лучший способ сделать это — с помощью самой науки. Если геймифицированные исследования по-прежнему будут способствовать существенным научным открытиям, результаты будут говорить сами за себя. Ученые должны опробовать геймификацию в своих самых творческих, насущных и волнующих исследовательских вопросах.
На сообществе лежит ответственность за то, чтобы эти эксперименты были достоверными и ценными. Исследователи могут сделать это, разрабатывая исследования, привлекающие активное участие общественности, используя надежные методы управления данными, применяя аналитические стратегии, демонстрирующие достоверность игровых данных, и предоставляя коллегам данные для тщательного изучения. Редакторы и рецензенты могут поддержать эти усилия, поощряя публикацию высококачественных экспериментов.
В 1986 году социолог Ли Спроул предложил исследователям рассмотреть «новый инструмент для сбора данных — электронную почту». Спустя десятилетия после ее работы над тем, что может быть самым ранним веб-исследованием 16 , сбор данных в Интернете стал мощным и рутинным делом. Геймифицированная наука еще не получила такого широкого признания, но мы думаем, что она может, должна и будет.
Nature 613 , 433-436 (2023)
Дои: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00065-6
Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
