Introducci

1
Introducción a la Interacción Persona-OrdenadorEl
factor humano
José Cañas Universidad de Granada
2
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

3
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

4
Contenidos

• Modelo del ser humano
• Los sentidos
• Cognición
• El modelo de memoria
• Restricciones de atención y memoria
• El modelo mental

5
Un modelo simple del procesamiento de información

• Memoria a largo plazo
• PENSAMIENTO
• memoria trabajo

• input
• PERCEPCION
• output
• MOTOR/COMPORTAMIENTO

TAREA/ ESTIMULO
6
Psicología cognitiva

• Disciplina científica que se encarga del estudio
  del sistema de procesamiento de información
  humano
• Cognición
• Adquisición, mantenimiento y uso del conocimiento

7
Modelo procesamiento humano
Computadora
Dispositivos Salida
Dispositivos Entrada
Sensores
Efectores
rendimiento
Memoria sensorial (MS)
recordatorio
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
8
Modelo procesamiento humano
Computadora
Dispositivos Salida
Dispositivos Entrada
Sensores
Efectores
rendimiento
Memoria sensorial (MS)
recordatorio
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
9
El factor humanoCanales 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 humanoLos 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

11
Canales de entrada en las interfaces virtuales
12

• El sentido de la vista

13
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

14
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

15
Canales de entradaSistema visual

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

16
(No Transcript)
17
El sistema visual
a cornea b pupila c lentes d músculo ciliar e
ligamento suspensión f retina h punto ciego i
nervio óptico
Estructura anatómica del ojo
18
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

19
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

21
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

22
Perception gestalt principles (bottom up)
A. Proximity principle
B. Similarity principle
D. Closure principle
C. Good continuation principle
A
D
C
B
23

• Perception pattern recognition
• (top-down processing)
• Recognition based on learning and expectation
• T E C T

THE WORK MUST GET DONE. WORK
24
Perception the importance of context in causing
illusions
25
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

27
Enciclopedia británica
28
a oído medio b oído interno c cóclea d canales
semicirculares e trompa de eustaquio
29
Oído interno
a estribo b ventana oval c membrana basilar
d helicotrema e membrana tectorial
30
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

31
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

34
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

35
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

37
Sistema olfativo
38
SentidosOlfato

• 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
Dispositivos Salida
Dispositivos Entrada
Sensores
Efectores
rendimiento
Memoria sensorial (MS)
recordatorio
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
41
Modelo procesamiento humano
Computadora
Dispositivos Salida
Dispositivos Entrada
Sensores
Efectores
rendimiento
Memoria sensorial (MS)
recordatorio
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
42
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).

44
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

46
Memoria sensorialAlmacén ecóico

• Almacena los estímulos auditivos
• Almacenamiento de sonidos
• 250 mseg
• Palabras con significado
• 2 o más segundos

47
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

48
Experimento de Sperling
49
Modelo procesamiento humano
Computadora
Dispositivos Salida
Dispositivos Entrada
Sensores
Efectores
rendimiento
Memoria sensorial (MS)
recordatorio
atención
Memoria de Trabajo u operativa
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
50
Cuantos hay ?
51
Cuantos hay ?
52
Cuantos números individuales podeis recordar?
72410358291064351290
53
Cuantos números individuales podeis recordar?
72 41 03 58 29 10 64 35 12 90
54
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

55
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
56
Modelo cognitivoMemoria de trabajo

• Tiempo de acceso
• 70 mseg
• Tiempo en la memoria
• 200 mseg
• Desfallecimiento
• Interferencia

57
Memoria operativa
Ejecutivo central
Agenda visuoespacial
Lazo articulatorio
Baddeley and Hitch, 1974
58
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

60
Memoria operativaLazo articulatorio

• Capacidad 7-2
• No es constante, disminuye a medida que las
  palabra a recordar son mas largas

61
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

62
Memoria operativa

• Su limitación de recursos afecta a la ejecución
  de varias tareas simultaneas
• Aspecto crucial para interactuar con sistemas
  complejos

63
Modelo procesamiento humano
Computadora
Dispositivos Salida
Dispositivos Entrada
Sensores
Efectores
rendimiento
Memoria sensorial (MS)
recordatorio
atención
Memoria de Trabajo o Operativa
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
64
Modelo cognitivoMemoria 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.

65
Memoria largo plazo

• Procedimental
• Declarativa

66
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

67
MLPMemoria 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

68
Semantic network, example - concepts and the
relations
property
breath
animal
have skin
type
bird
property
type
fly
swim
fish
have feather
type
shark
dangerous
chicken
type
predator
eagle
not eatable
symbol of power
69
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

70
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

71
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

72
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

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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

74
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

75
Bibliografía

• Libro electrónico
• http//griho.udl.es/ipo/sal
• En formato WORD, PDF y Microsoft reader
• Versión provisional

76
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)