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Introducción a la Interacción Persona-Ordenador
El factor humano
José CañasUniversidad de Granada
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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
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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
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Contenidos
� Modelo del ser humano� Los sentidos� Cognición� El modelo de memoria� Restricciones de atención y memoria� El modelo mental
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Un modelo simple del procesamiento de información
Memoria a largo plazo
PENSAMIENTO
memoria trabajo
inputPERCEPCION
outputMOTOR/COMPORTAMI
ENTO
TAREA/
ESTIMULO
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Psicología cognitiva
� Disciplina científica que se encarga del estudio del sistema de procesamiento de información humano
� Cognición� Adquisición, mantenimiento y uso del
conocimiento
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Modelo procesamiento humano
Computadora
DispositivosSalida
DispositivosEntrada
Sensores Efectores
Memoriasensorial (MS)
atención
Memoria de Trabajo
Memoria de Largo Plazo
elaboración recuperación
recordatorio rendimiento
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Modelo procesamiento humano
Computadora
DispositivosSalida
DispositivosEntrada
Sensores Efectores
Memoriasensorial (MS)
atención
Memoria de Trabajo
Memoria de Largo Plazo
elaboración recuperación
recordatorio rendimiento
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El factor humano
Canales de entrada-salida
� Entrada� Percepción a través de
los sentidos� Vista� Oido� Tacto� Gusto� Olfato
� Salida� Acciones a través de
los actuadores (efectores)
� extremidades� miembros� dedos� ojos� cabeza� sistema vocal
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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
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Canales de entrada en las interfaces virtuales
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El sentido de la vista
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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
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Los canales de entradaSistema 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
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Canales de entradaSistema visual
� La luz es la porción del espectro electromagnético que puede ser detectado por el sistema visual humano
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El sistema visual
Estructura anatómica del ojo
a corneab pupilac lentesd músculo ciliare ligamento suspensiónf retinah punto ciegoi nervio óptico
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El sistema visual y la IPO
� Sensación� Es la captación del estímulo físico y su
transformación en impulso nervioso� Percepción
� 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
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Sistema visualEl color
� La retina tiene dos fotoreceptores� Conos
� Visión diurna� Bastones
� Visión nocturna
� En contacto con la luz segregan substancias químicas que estimulan a las neuronas
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Sistema visualEl 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
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Sistema visualLa 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
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A. Proximity principle B. Similarity principle
C. Good continuation principle
C
D
D. Closure principle
A
B
Perception: gestalt principles (bottom up)
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Perception: pattern recognition
(top-down processing)
Recognition based on learning and expectation
T E C TTHE WORK MUST GET DONE. WORK
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Perception: the importance of context
in causing illusions
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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
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El oidoPropiedades 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
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Enciclopedia británica
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a oído mediob oído internoc cóclead canales semicircularese trompa de eustaquio
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Oído interno
a estribob ventana ovalc membrana basilar
d helicotremae membrana tectorial
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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
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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
manos� Tacto activo
� Percepción tactil� Tacto pasivo
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Clases de receptores
� La piel es nuestro sistema sensorial más grande� Termoreceptores
� Temperatura� Nocireceptores
� Estímulos dolorosos� Mecanoreceptores
� Presión
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Sentido cinestésico
� Es un sentido somático� Proporciona información sobre lo que ocurre en la
superfície y el interior del cuerpo� Incluye sensaciones que provienen de la
posición y el movimiento de las partes corporales
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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
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Dolor
� Dos componentes importantes� Componente sensorial� Componente emocional
� Umbral del dolor� La menor intensidad de estimulación a la cual
percibimos dolor� Tiene un papel constructivo
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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
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Sistema olfativo
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Sentidos
Olfato
� Realidad virtual� Posibilidad que ofrecen los olores para crear
mundos virtuales parecidos a los reales� Interfaces emocionales
� Tiene conexiones nerviosas directas con el sistema límbico, el encargado de procesar las emociones
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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
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Modelo procesamiento humano
Computadora
DispositivosSalida
DispositivosEntrada
Sensores Efectores
Memoriasensorial (MS)
atención
Memoria de Trabajo
Memoria de Largo Plazo
elaboración recuperación
recordatorio rendimiento
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Modelo procesamiento humano
Computadora
DispositivosSalida
DispositivosEntrada
Sensores Efectores
Memoriasensorial (MS)
atención
Memoria de Trabajo
Memoria de Largo Plazo
elaboración recuperación
recordatorio rendimiento
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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.
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Memoria sensorial� Actúa como buffer de los estímulos recibidos a
través de los sentidos� Existe una memoria para cada canal, y se actualizan
constantemente� La información se almacena un periodos muy cortos� Este 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).
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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
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Memoria sensorialAlmacén icónico
� Recibe la información visual� La información que se recibe es de carácter
perceptual y no categorial� Permite mantener 9 elementos durante
aproximadamente 250 mseg� Se transfieren los elementos a los que el
usuario preste atención
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Memoria sensorialAlmacén ecóico
� Almacena los estímulos auditivos� Almacenamiento de sonidos
� 250 mseg� Palabras con significado
� 2 o más segundos
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Memoria sensorial icónicaDemostración
� 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
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Experimento de Sperling
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Modelo procesamiento humano
Computadora
DispositivosSalida
DispositivosEntrada
Sensores Efectores
Memoriasensorial (MS)
atención
Memoria de Trabajo u operativa
Memoria de Largo Plazo
elaboración recuperación
recordatorio rendimiento
![Page 50: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/50.jpg)
¿ Cuantos hay ?
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¿Cuantos hay ?
![Page 52: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/52.jpg)
Cuantos números individuales podeis recordar?
72410358291064351290
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Cuantos números individuales podeis recordar?
72 41 03 58 29 10 64 35 12 90
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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
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Modelo cognitivoMemoria 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]
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Modelo cognitivo
Memoria de trabajo
� Tiempo de acceso� 70 mseg
� Tiempo en la memoria� 200 mseg
� Desfallecimiento� Interferencia
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Memoria operativa
Ejecutivocentral
Lazoarticulatorio
Agendavisuoespacial
[Baddeley and Hitch, 1974]
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Memoria operativaFunciones generales
� Retención de información� Soporte en el aprendizaje de nuevos
conocimientos� Comprensión del ambiente inmediato� Formulación de metas a corto plazo� Resolución de problemas
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Memoria operativaLazo articulatorio
� Funciones� Almacenamiento pasivo� Mantenimiento activo
� repetición� De Información verbal hablada� Transformación automática del lenguaje en forma
visual a su forma fonológica
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Memoria operativaLazo articulatorio
� Capacidad 7+-2� No es constante, disminuye a medida que las
palabra a recordar son mas largas
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Memoria operativaLazovisoespacial
� 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
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Memoria operativa
� Su limitación de recursos afecta a la ejecución de varias tareas simultaneas
� Aspecto crucial para interactuar con sistemas complejos
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Modelo procesamiento humano
Computadora
DispositivosSalida
DispositivosEntrada
Sensores Efectores
Memoriasensorial (MS)
atención
Memoria de Trabajo o Operativa
Memoria de Largo Plazo
elaboración recuperación
recordatorio rendimiento
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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.
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Memoria largo plazo
� Procedimental� Declarativa
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MLPProcedimental
� Sistema de ejecución implicado en el aprendizaje de habilidades
� Se activan de forma automática� Secuencia de pautas de actuación� Serie de repertorios motores
� Montar en bicivcleta� Estrategias cognitivas
� Jugar al ajedrez� Se realiza sin demasiados recursos atencionales
![Page 67: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/67.jpg)
MLP
Memoria declarativa� Memoria declarativa
� Conocimiento sobre el mundo y experiencias vividas por cada persona
� Conceptos extrapolados de situaciones vividas� Memoria semántica
� Registra estructuras de hechos, conceptos y habilidades que obtenemos de nuestras experiencias. Redes semánticas
![Page 68: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/68.jpg)
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
![Page 69: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/69.jpg)
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
![Page 70: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/70.jpg)
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
![Page 71: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/71.jpg)
Modelo mentalDefinición
� 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
![Page 72: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/72.jpg)
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
![Page 73: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/73.jpg)
Modelo mentalCaracterísticas
� 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
![Page 74: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/74.jpg)
Conclusiones
� La persona percibe información a través de los sentidos� Vista, oido, tacto, ...� Guarda, manipula y utiliza información
� Reacciona a la información recibida� Una comprensión de les capacidades y
limitaciones de las personas nos ayudará en el diseño de sistemas interactivos
![Page 75: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/75.jpg)
Bibliografía
� Libro electrónico� http://griho.udl.es/ipo/sal� En formato WORD, PDF y Microsoft reader� Versión provisional
![Page 76: problemas](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022052311/559d23231a28aba57a8b46bf/html5/thumbnails/76.jpg)
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)