Introducción a la Interacción Persona-Ordenador

El factor humano

José CañasUniversidad de Granada

Presentación

En el pasado los diseñadores de sistemas no daban ninguna importancia al elemento humano

Sabemos por experiencia que el uso de sistemas son muchas veces difíciles, complicados y frustrantes

Es importante conocer los aspectos humanos de la interacción para mejorarla

Objetivos

Conocer los tipos de percepciones más relevantes desde el punto de vista interactivo que tiene la persona

Conocer como se ha realizado el proceso de comprensión y los modelos de memoria

Comprender que el modelo de memoria condiciona el diseño de la interfase

Ver la importancia que tiene la limitación de la memoria de trabajo

Conocer que es un modelo mental

Contenidos

Modelo del ser humanoLos sentidosCogniciónEl modelo de memoriaRestricciones de atención y memoriaEl modelo mental

Un modelo simple del procesamiento de información

Memoria a largo plazo

PENSAMIENTO

memoria trabajo

inputPERCEPCION

outputMOTOR/

COMPORTAMIENTO

TAREA/

ESTIMULO

Psicología cognitiva

Disciplina científica que se encarga del estudio del sistema de procesamiento de información humano

Cognición Adquisición, mantenimiento y uso del

conocimiento

Modelo procesamiento humano

Computadora

DispositivosSalida

DispositivosEntrada

Sensores Efectores

Memoriasensorial (MS)

atención

Memoria de Trabajo

Memoria de Largo Plazo

elaboración recuperación

recordatorio rendimiento

Modelo procesamiento humano

Computadora

DispositivosSalida

DispositivosEntrada

Sensores Efectores

Memoriasensorial (MS)

atención

Memoria de Trabajo

Memoria de Largo Plazo

elaboración recuperación

recordatorio rendimiento

El factor humano

Canales de entrada-salida

EntradaPercepción a través

de los sentidos Vista Oido Tacto Gusto Olfato

SalidaAcciones a través de los

actuadores (efectores)extremidadesmiembrosdedosojoscabezasistema vocal

El factor humano

Los canales de entrada

En la transmisión de información del ordenador a la persona hemos de considerar los sistemas sensoriales humanos

Hasta hace muy poco solo se consideraban el formato visual y auditivo

Actualmente se consideran mas formatos físicos como el auditivo por ejemplo

Canales de entrada en las interfaces virtuales

El sentido de la vista

Sensación: Los canales de entrada

El conocimiento del mundo lo construimos con la vista, oido, tacto, dolor, sensación de movimientos corporales

La percepción comienza en las celulas receptoras que son sensibles a uno u otro tipo de estimulos

Las vías sensoriales conectan al receptor periférico con las estructuras centrales del procesamiento

El cerebro no registra el mundo externo simplemente como una fotografía tridimensional sino que construye una representación interna despues de analizar sus componentes

Los canales de entrada

Sistema visual

Ver es obtener información a partir de la energía electromagnética que llega a los ojos De la estructura espacial del mundo que

nos rodea y los distintos aspectos que pueden distinguirse en él

Canales de entrada

Sistema visual

La luz es la porción del espectro electromagnético que puede ser detectado por el sistema visual humano

El sistema visual

Estructura anatómica del ojo

a corneab pupilac lentesd músculo ciliare ligamento suspensiónf retinah punto ciegoi nervio óptico

El sistema visual y la IPO

Sensación Es la captación del estímulo físico y su

transformación en impulso nerviosoPercepción

Asignación de significado al estímulo que ha entrado en nuestro sistema cognitivo

En el nivel sensorio motor en el que estamos hablaremos de color y iluminación

Sistema visual

El color

La retina tiene dos fotoreceptores Conos

Visión diurna

BastonesVisión nocturna

En contacto con la luz segregan substancias químicas que estimulan a las neuronas

Sistema visual

El color

Existen tres tipos de conos con diferentes sensibilidades espectrales

Una longitud de onda causará respuestas en los tres conos pero de manera diferente

El resultado es un patrón de output formado por los tres conos que es el indicador de la longitud de onda que lo ha causado

La luz roja y verde estimula a los tres tipos de conos para dar lugar a un patrón similar a la longitud de onda del amarillo

Se conoce como teoría de los componentes

Sistema visual

La iluminación

La intensidad de energia luminosa que llega a nuestras retinas

Luminosidad a nuestra percepción de las características acromáticas de las superficies (blancos, grises, negros)

El usuario trabaja en un ambiente luminoso que influye en como se ve la información presentada en la interfaz

A. Proximity principle B. Similarity principle

C. Good continuation principle

C

D

D. Closure principle

A

B

Perception: gestalt principles (bottom up)

Perception: pattern recognition

(top-down processing)

Recognition based on learning and expectation

T E C TTHE WORK MUST GET DONE. WORK

Perception: the importance of context

in causing illusions

Sistema auditivo

La audición es crucial para la comunicación humana

Núcleo de interacciones sociales y transmisión del conocimiento

IPO Estudiar las interfaces auditivas y las

multimodales

El oido

Propiedades físicas

Frecuencia Es el número de ciclos que una onda sonora

completa en un segundo Los jóvenes pueden oir entre 20 y 20.000 Hz

Amplitud Es la máxima ampliación respecto a la presión

normal

Angulo de fase Posición del cambio de presión mientras se mueve

durante un ciclo completo

Enciclopedia británica

a oído mediob oído internoc cóclead canales semicircularese trompa de eustaquio

Oído interno

a estribob ventana ovalc membrana basilar

d helicotremae membrana tectorial

Localización auditiva

El sonido tiene que viajar distancias diferentes hacia los dos oidos, lo que produce una diferencia de tiempo interaural Baja frecuencia

Llega también con intensidades diferentes Frecuencias elevadas

El tacto

¿ Porque nos hemos de preocupar ? Es un canal sensitivo importantísimo en el

diseño de sistemas de realidad virtual El usuario explora mundos virtuales con las

manosTacto activo

Percepción tactilTacto pasivo

Clases de receptores

La piel es nuestro sistema sensorial más grande

Termoreceptores Temperatura

Nocireceptores Estímulos dolorosos

Mecanoreceptores Presión

Sentido cinestésico

Es un sentido somático Proporciona información sobre lo que ocurre

en la superfície y el interior del cuerpoIncluye sensaciones que provienen de la

posición y el movimiento de las partes corporales

Sentido vestibular

Proporciona información acerca de la orientación, el movimiento, la aceleración

Funciones Equilibrio Mantenimiento de la cabeza en posición

erguida Ajuste de los movimientos de los ojos para

compensar los movimientos de la cabeza

Dolor

Dos componentes importantes Componente sensorial Componente emocional

Umbral del dolor La menor intensidad de estimulación a la

cual percibimos dolorTiene un papel constructivo

Temperatura

Es posible identificar puntos separados para el frío y el calor en nuestra piel

Los umbrales de temperatura estan influidos por factores como la parte del cuerpo, la cantidad de piel expuesta y la velocidad de cambio de la temperatura

Con la exposición repetida se produce una adaptación térmica en la que disminuye la intensidad percibida

Las personas no localizan bien la temperatura ni la miden con precisión

Sistema olfativo

Sentidos

Olfato

Realidad virtual Posibilidad que ofrecen los olores para crear

mundos virtuales parecidos a los realesInterfaces emocionales

Tiene conexiones nerviosas directas con el sistema límbico, el encargado de procesar las emociones

El olfato

Adaptación Si los receptores son expuestos durante

mucho tiempo a un mismo olor pierden selectivamente la sensibilidad a ese olor

Gran variación individual En la sensibilidad al olor, lo que hace que

sea difícil diseñar interfaces olfativas para que sean usadas universalmente

Modelo procesamiento humano

Computadora

DispositivosSalida

DispositivosEntrada

Sensores Efectores

Memoriasensorial (MS)

atención

Memoria de Trabajo

Memoria de Largo Plazo

elaboración recuperación

recordatorio rendimiento

Modelo procesamiento humano

Computadora

DispositivosSalida

DispositivosEntrada

Sensores Efectores

Memoriasensorial (MS)

atención

Memoria de Trabajo

Memoria de Largo Plazo

elaboración recuperación

recordatorio rendimiento

Memoria sensorial

La información llega a nuestros sentidos de una forma continua y muy rápida.

Los procesos encargados de analizarla en la memoria de trabajo necesitan tiempo para realizar su función y puede ocurrir que la pierdan antes de almacenarla

Por esta razón, los canales sensoriales tienen asociados memorias donde la información se almacena por cortos períodos de tiempo (milésimas de segundo)

La función de estas memorias es retener la información para que pueda ser transferida a la Memoria de trabajo antes de que desaparezca.

Memoria sensorialActúa como buffer de los estímulos recibidos a

través de los sentidosExiste una memoria para cada canal, y se

actualizan constantementeLa información se almacena un periodos muy

cortosEste almacenamiento nos permite predecir la

procedencia del sonido (se percibe por cada oído con un cierto desfase), o un fogonazo en la oscuridad (persistencia de la imagen tras haber cesado el estímulo).

Memoria sensorial

Existen tantas Memorias sensoriales como sentidos tenemos.

Sin embargo, las que mejor conocemos actualmente son: Memoria Icónica, ligada al canal visual Memoria Ecoica, ligada al canal auditivo

Memoria sensorial

Almacén icónico

Recibe la información visualLa información que se recibe es de

carácter perceptual y no categorialPermite mantener 9 elementos durante

aproximadamente 250 msegSe transfieren los elementos a los que el

usuario preste atención

Memoria sensorial

Almacén ecóico

Almacena los estímulos auditivosAlmacenamiento de sonidos

250 msegPalabras con significado

2 o más segundos

Memoria sensorial icónica

Demostración

Podemos mover el dedo enfrente del ojo y comprobaremos que se puede ver mas de uno a la vez. Esto indica la persistencia de la imagen despues que el estimulo ha desaparecido

Experimento de Sperling

Modelo procesamiento humano

Computadora

DispositivosSalida

DispositivosEntrada

Sensores Efectores

Memoriasensorial (MS)

atención

Memoria de Trabajo u operativa

Memoria de Largo Plazo

elaboración recuperación

recordatorio rendimiento

¿ Cuantos hay ?

¿Cuantos hay ?

Cuantos números individuales podeis recordar?

72410358291064351290

Cuantos números individuales podeis recordar?

72 41 03 58 29 10 64 35 12 90

Memoria de trabajo

Conjunto de símbolos activo en un momento determinado a los que estamos prestando atención, y que por tanto, podemos manipular mediante control voluntario

Los símbolos con los que se están trabajando se mantienen en ella mientras que los estemos usando y prestando atención

Modelo cognitivo

Memoria de trabajo

La cantidad máxima de elementos o de unidades de información que podemos recordar es de aproximadamente 7

Se conoce como el número mágico 7+-2 The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our

Capacity for Processing Information by George A. Miller originally published in The Psychological Review, 1956, vol. 63, pp. 81-97

[Miller, 1968]

Modelo cognitivo

Memoria de trabajo

Tiempo de acceso 70 mseg

Tiempo en la memoria 200 mseg

DesfallecimientoInterferencia

Memoria operativa

Ejecutivocentral

Lazoarticulatorio

Agendavisuoespacial

[Baddeley and Hitch, 1974]

Memoria operativa

Funciones generales

Retención de informaciónSoporte en el aprendizaje de nuevos

conocimientosComprensión del ambiente inmediatoFormulación de metas a corto plazoResolución de problemas

Memoria operativa

Lazo articulatorio

Funciones Almacenamiento pasivo Mantenimiento activo

repetición

De Información verbal hablada Transformación automática del lenguaje en

forma visual a su forma fonológica

Memoria operativa

Lazo articulatorio

Capacidad 7+-2No es constante, disminuye a medida

que las palabra a recordar son mas largas

Memoria operativa

Lazovisoespacial

Almacén del sistema que trabaja con elementos de carácter visual o espacial

Puede trabajar con patrones visuales por un lado y secuencias de movimientos por otro

La capacidad de almacenamiento depende de la similitud de los componentes

Memoria operativa

Su limitación de recursos afecta a la ejecución de varias tareas simultaneas

Aspecto crucial para interactuar con sistemas complejos

Modelo procesamiento humano

Computadora

DispositivosSalida

DispositivosEntrada

Sensores Efectores

Memoriasensorial (MS)

atención

Memoria de Trabajo o Operativa

Memoria de Largo Plazo

elaboración recuperación

recordatorio rendimiento

Modelo cognitivo

Memoria a largo plazo (MLP)

La memoria de largo plazo almacena todo nuestro conocimiento

Las principales características son: Gran capacidad (casi ilimitada) Acceso más lento (1/10 s) Las pérdidas ocurren más lentamente.

Memoria largo plazo

ProcedimentalDeclarativa

MLPProcedimental

Sistema de ejecución implicado en el aprendizaje de habilidades

Se activan de forma automáticaSecuencia de pautas de actuaciónSerie de repertorios motores

Montar en bicivcletaEstrategias cognitivas

Jugar al ajedrezSe realiza sin demasiados recursos

atencionales

MLP

Memoria declarativa

Memoria declarativa Conocimiento sobre el mundo y experiencias

vividas por cada persona Conceptos extrapolados de situaciones

vividasMemoria semántica

Registra estructuras de hechos, conceptos y habilidades que obtenemos de nuestras experiencias. Redes semánticas

animal breath

have skin

fish swim

shark

bird

fly

have feather

eagle

chicken predator

symbol of power

dangerous

not eatable

Semantic network, example

- concepts and the relations

type

typeproperty

type

type

property

Modelo mental

En nuestra interacción hacemos uso de la información adquirida por nuestro procesos perceptuales y que esta almacenada en nuestra memoria

Está organizada en estructuras semánticas

Los modelos mentales son las estructuras mas relevantes en IPO

Modelo mental

Durante el aprendizaje una persona adquiere conocimientos de las relaciones estructurales y el funcionamiento del sistema con el que está interactuando

Este conocimiento se denomina modelo mental

Modelo mental

Definición

Modelo conceptual del sistema que el usuario tiene y que incluye la representación de su estructura y su funcionamiento Norman 1983

No implica saber como funciona el sistema internamente

En general tiene un conocimiento mínimo del funcionamiento interno, es mas bien una analogía

Modelo mental

Modelo conceptual Memoria largo plazo Contiene información general y duradera

Modelo mental Memoria de trabajo Representación más dinámica que sea capaz

de adaptar la información almacenada en la memoria a largo plazo a las características específicas de la tarea que este realizando la persona

Modelo mental

Características

La representación... Es incompleta Es ejecutable mentalmente, el usuario puede

mentalmente simular su funcionamiento Es inestable, el usuario olvida los detalles No tiene unos límites claros, se confunde con los

modelos mentales de sistemas físicos similares Es acientífica e incluye supersticiones y creencias

erróneas sobre la conducta del sistema Es parsimoniosa porque los usuarios prefieren

reducir su complejidad

Conclusiones

La persona percibe información a través de los sentidos Vista, oido, tacto, ... Guarda, manipula y utiliza información

Reacciona a la información recibidaUna comprensión de les capacidades y

limitaciones de las personas nos ayudará en el diseño de sistemas interactivos

Bibliografía

Libro electrónicohttp://griho.udl.es/ipo/salEn formato WORD, PDF y Microsoft

readerVersión provisional

Bibliografía

Dix, Alan. Human Computer Interaction. Capítol 1. Editorial Prentice Hall.

Preece, Jenny . A guide to Usability. Human Factors in Computing. Addison and Wesley. ( Capítol 1).(1993)

Card S.K Moran T.P, Newell A. The Psychology of Human-Computer Interaction . Lawrence Erlbaum Associates. (1983)