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Universidad Autónoma de Baja California Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Unidad I. Proceso cognitivo Humano Profesor: MC. Itzel Barriba Cázares Proceso cognitivo humano: Introducción  Si queremos...

Universidad Autónoma de Baja California Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Unidad I. Proceso cognitivo Humano Profesor: MC. Itzel Barriba Cázares Proceso cognitivo humano: Introducción  Si queremos diseñar de manera efectiva para que los humanos trabajen con computadoras, claramente necesitamos entender a los humanos.  El proceso cognitivo se refiere a cómo los usuarios perciben, entienden e interactúan con un producto o sistema.  Implica comprender cómo los usuarios procesan la información, toman decisiones y resuelven problemas al interactuar con una interfaz de usuarios. 2 Humano  Los seres humanos estamos limitados en nuestra capacidad para procesar información. Esto tiene implicaciones importantes para el diseño.  Es el personaje central en cualquier sistema interactivo.  Los requisitos del usuario deben ser nuestra primera prioridad.  Para diseñar, necesitamos entender sus capacidades y limitaciones. 3 Procesos mentales  Los procesos mentales abarcan la gama de actividades que se desarrollan en nuestra mente. Estos procesos dan forma a nuestras interacciones con el mundo e influyen en nuestro comportamiento y emociones:  Percepción: cómo interpretamos y damos sentido a la información sensorial. Es diferente a la sensación.  Atención: nuestra capacidad de concentrarnos en estímulos o pensamientos específicos.  Memoria: almacenar y recordar información de experiencias pasadas.  Aprendizaje: adquirir nuevos conocimientos o habilidades a través de la experiencia o la educación  Lenguaje: usar palabras y símbolos para comunicar pensamientos y sentimientos.  Pensamiento: procesar información para formar conceptos, resolver problemas o tomar decisiones.  Motivación: la fuerza impulsora detrás de nuestras acciones y objetivos.  Emoción: experimentar y expresar sentimientos como felicidad, enojo o tristeza. 4 Psicología cognitiva  Psicología cognitiva: estudia cómo los humanos perciben el mundo que los rodea, cómo almacenan, procesan información y resuelven problemas, y cómo manipulan físicamente los objetos. Imagen: Muestra como el cerebro hace conexiones para dar sentido a lo que percibimos 5 Modelo del humano  La manera en que operamos desde nuestros sentidos hasta nuestras acciones 6 Imagen: Modelo humano, que consisten en input (percepción), procesamiento (cognición) y salida (acción) Ciclo de interacción 7 Imagen: Ciclo de interacción: inicia percepción, cognición, acción, el mundo, luego se vuelve a percibir, el ciclo continua Sensación y percepción  Sensación: Es nuestra capacidad para detectar sentidos como el tacto, dolor, visión, movimiento y posicionamiento de nuestro cuerpo. Son las cosas que realmente oímos, tocamos, vemos, sentimos dolor, etc.  Nuestro cerebro procesan esas sensaciones en bruto para dar esa sensación de lo que realmente está ahí. Tu sensación real es mucho, mucho más precisa de lo que puedes ver claramente.  Percepción: La percepción es la forma en la que el cerebro humano interpreta las sensaciones que recibe a través de los sentidos para formar una impresión inconsciente o consciente. 8 Modelo Procesador humano  En 1983, Card, Moran y Newell describieron el modelo de procesador humano, es es una vista simplificada del procesamiento humano involucrado en la interacción con los sistemas informáticos.  Comprende tres subsistemas:  El sistema perceptivo: maneja los estímulos sensoriales del mundo exterior  El sistema motor, que controla las acciones  El sistema cognitivo, que proporcional el procesamiento necesario para conectar los dos. 9 Imagen: A la derecha se muestra el modelo procesador humano Modelo Procesador humano  Cada uno de estos subsistemas tienen su propio procesador y memoria, aunque obviamente la complejidad varia en función de la complejidad de las tareas que tiene que realizar el subsiste. 10 Imagen: A la derecha se muestra el modelo procesador humano Canales entrada-salida  La interacción de una persona con el mundo exterior ocurre a través de la recepción y el envío de información: entrada y salida. 11 Interacción  En una interacción: Salida Recibe información Usuario Computadora 12 Imagen: Usuario, recibe información de la computadora Interacción  En una interacción: Entrada Responde Usuario Computadora 13 Imagen: El usuario responde como entrada a la computadora Interacción  En una interacción: interactua Humano Computadora 14 Imagen: El usuario interactúa con la compudora Canales entrada-salida  La entrada en el ser humano ocurre principalmente a través de los sentidos y la salida a través del control motor de los efectores.  Hay 5 sentidos:  Vista  Oído  Tacto  Sabor  Olor  El gusto y el olfato no juegan actualmente un papel importante en la IHC. Imagen: Muestra los sentidos vista, oído, tacto, gusto y olfato 15 Visión  La visión humana es una actividad muy compleja con un rango de limitaciones físicas y perceptivas, pero es la principal fuente de información para la persona promedio.  Las propiedades físicas del ojo y del sistema visual hacen que haya ciertas cosas que el ser humano no puede ver; por otro, las capacidades interpretativas del procesamiento visual permiten construir imágenes a partir de información incompleta. 16 Visión  Visión inicia con la recepción física del estimulo del mundo exterior  El ojo es un mecanismo que recibe luz y la transforma en energía eléctrica.  La luz se refleja en los objetos del mundo y su imagen se enfoca al revés en la parte posterior del ojo.  Los receptores del ojo lo transforman en señales eléctricas Imagen: Muestra como percibimos la que pasan al cerebro. información a través de la vista, donde se muestra un ojo que ve un árbol, el cual el cerebro lo procesa al revés. 17 Visión  La córnea y el cristalino en la parte frontal del ojo enfocan la luz en una imagen nítida en la parte posterior del ojo, la retina.  La retina es sensible a la luz y contiene dos tipos de fotorreceptores: bastones y conos.  Los bastones son muy sensibles a la luz, por lo tanto, nos permiten ver con un bajo nivel de iluminación. Pero no pueden resolver detalles finos y están sugeríos a la saturación.  Hay aproximadamente120 bastones por ojo que se sitúan al borde de la retina. Imagen: Sistema visual: 1: cornea, 2: iris, 3: cristalino, 4: Retina, 5: nervio optimo, 6 cerebro 18 Visión  Los bastones dominan la vision periférica.  Los conos son el segundo tipo de receptor en el ojo. Son menos sensibles a la luz que los bastones, por lo tanto, pueden tolerar más luz.  Hay tres tipos, cada uno sensible a una longitud de onda diferente de la luz. Esto permite la visión del color.  El ojo tiene aproximadamente 6 millones de conos, concentrados en la fovea, una pequeña área de la retina en la que se fijan las Imagen: Sistema visual: representación de los bastones y conos imágenes. 19 Tamaño y profundidad  El ángulo visual indica qué parte del campo de visión ocupa el objeto (se ve afectado por el tamaño y distancia al ojo)  La agudeza visual es la habilidad para percibir el detalle (limitada)  Si dos objetos están a la misma distancia, el mayor tendrá mayor ángulo visual cuando esta lejos.  La altura de una persona se percibe como constante incluso si se aleja de ti (ley de la constancia del tamaño) e indica que nuestra percepción del tamaño se basa en factores distintos al ángulo visual.  Uno de estos factores es nuestra percepción de la Imagen: La imagen muestra como percibimos profundidad. mediante el ángulo visual los objetos de diferente tamaño y profundidad 20 Brillo  Brillo  Reacción subjetiva a los niveles de luz.  Se ve afectado por la luminancia (cantidad de luz) del objeto  La luminancia de un objeto depende de la cantidad de luz que cae sobre la superficie del objeto y de sus propiedades reflectantes.  El contraste esta relacionado con la luminancia: es una función de la luminancia de un objeto y la luminancia de su fondo.  La agudeza visual aumenta con la luminancia al igual que el parpadeo 21 Color  Color:  Esta compuesto por tres componentes: matiz, intensidad y saturación.  El tono esta determinado por la longitud de onda espectral de la luz. Los azules tienen longitudes de onda cortas, los verdes medios y los rojos largos.  Aproximadamente 150 tonos diferentes pueden ser discriminados por una persona promedio.  La intensidad es el brillo del color y la saturación es la cantidad de blancura en el color.  Alrededor del 8% de los hombres y el 1% de las mujeres sufren de daltonismo, siendo la mayoría de las veces incapaces de discriminar entre el rojo y el verde. 22 Percepción visual  La información que recibe el aparato visual debe ser filtrada y pasada a elementos de procesamiento que nos permitan reconocer escenas coherentes, desambiguar distancias relativas y diferenciar colores.  Las letras de la izquierda deben ser todas igualmente legibles, las de la derecha todas igualmente difíciles. Imagen: Letras representadas de izquierda a derecha: se muestran las letras de A a F, en tamaños (mas grande a mas pequeño) en el medio se muestra un punto, de lado derecho las letras de la H a la K (mas chica a mas grande) 23 Sistema visual 24 Imagen: Son imágenes que se utilizan para ver si percibes colores correctamente Sistema visual 25 Imagen: Son imágenes que se utilizan para ver si percibes colores correctamente Capacidades y limitaciones  Esta capacidad de interpretar y explotar nuestras expectativas puede utilizarse para resolver la ambigüedad. Imagen: Una imagen que muestra un 1 y 3, según la menta de interpretar puedes percibir que es un 13 o  Que percibes? una letra B 26 Capacidades y limitaciones  Esta capacidad de interpretar y explotar nuestras expectativas puede utilizarse para resolver la ambigüedad.  Que percibes? Según el contexto en el que aparece? Imagen: Una imagen que muestra un A, 1, 3 y C, según la manera de interpretar puedes percibir que es un A, B, C o una letra A, 13, C 27 Imagen: Son imágenes que se utilizan para ver si percibes colores correctamente Capacidades y limitaciones  Esta capacidad de interpretar y explotar nuestras expectativas puede utilizarse para resolver la ambigüedad.  Que percibes? Según el contexto en el que aparece?  El contexto en el que aparece el objeto permite que nuestras expectativas eliminen claramente la interpretación del objeto, ya sea como B o como 13. 28 Imagen: Una imagen que muestra un 12, 13, 14 según la manera de interpretar Capacidades y limitaciones  También puede crear ilusiones ópticas. Por ejemplo,  Que linea es más larga? Imagen: Muestra la ilusión de Muller 29 Capacidades y limitaciones  Una ilusión similar es la ilusión de Ponzo.  Estas ilusiones demuestran que nuestra percepción del tamaño no es completamente confiable Imagen: Muestra la ilusión de Ponzo 30 Capacidades y limitaciones  Que dice el texto? 31 Imagen: Muestra el texto :The quick brown fox jumps over the the lazy dog Lectura  Hay varias etapas en el proceso de lectura:  Se percibe el patrón visual  Se decodifica usando una representación interna del lenguaje  El procesamiento del lenguaje se hace con: análisis sintáctico y semántico y operan sobre frases u oraciones.  La lectura, el ojo hace movimientos espasmódicos llamados movimientos sacudidos seguidos de fijaciones.  La percepción se produce durante los períodos de fijación  La forma de la palabra es importante para el reconocimiento  El contraste negativo mejora la lectura en la pantalla de la computadora  Los adultos leen aproximadamente 250 palabras por minuto. 32 Oido  El oído provee información del ambiente (distancias, direcciones, objetos, etc)  El oído consta de tres secciones:  Oído externo  Oído medio  Oído interno Imagen: Muestra la estructura del oido 33 Oido  El oído externo es la parte visible de la oreja. Tiene dos partes:  Protege el sensible oído medio del daño.  Sirve para amplificar algunos sonidos. Imagen: Muestra la estructura del oido 34 Oido  El oído medio:  Transmite ondas de sonido como vibraciones al oido interno. Imagen: Muestra la estructura del oido 35 Oido  El oído interno:  Se liberan transmisores químicos y provocan impulsos en los nervios auditivos Imagen: Muestra la estructura del oido 36 Sonido  Son cambios o vibraciones en la presión del aire.  El tono (pitch) es la frecuencia del sonido.  El volumen es proporcional a la amplitud del sonido  El timbre se relaciona con el tipo de sonido o calidad  También podemos identificar la ubicación de un sonido, ya que los dos oídos reciben sonidos ligeramente diferentes, debido a la diferencia de tiempo entre el sonido que llega a los dos oídos y la reducción de intensidad causada por las ondas sonoras que se reflejan en la cabeza. 37 Sonido  El oído humano puede escuchar frecuencias de alrededor de 20 Hz a 15 kHz.  Puede distinguir cambios de frecuencia de menos de 1,5 Hz a bajas frecuencias, pero es menos preciso a altas frecuencias.  El sistema auditivo realiza un filtrado de los sonidos recibidos:  lo que nos permite ignorar el ruido de fondo y concentrarnos en la información importante.  Somos selectivos en nuestra audiencia, por ejemplo: el fenómeno del coctel party  Sin embargo, si los sonidos son demasiado fuertes o las frecuencias son demasiado similares, no podemos diferenciar el sonido. 38 Sonido  El sonido puede transmitir una cantidad notable de información.  Rara vez se utiliza en todo su potencial en el diseño de la interfaz, por lo general se limita a los sonidos de advertencia y las notificaciones.  La excepción es multimedia, que puede incluir música, comentarios de voz y efectos de sonido.  El sonido podría utilizarse más ampliamente en el diseño de interfaces, por ejemplo, para transmitir información sobre el estado del sistema. 39 Tacto o percepción háptica.  El tacto nos proporciona información vital sobre nuestro entorno.  Recibimos estímulos a través de nuestra piel. La piel contiene tres tipos de receptores sensoriales:  Termorreceptores que nos avisan cuando tocamos algo frio o calor  Nocireceptores responden a la presión intensa, calor y dolor  Mecanoreceptores responde a la presión  En los últimos dos están relacionados en la IHC  Algunas áreas son mas sensibles que otras, por ejemplos los dedos  Kinethesis: es la manera en que percibimos los movimientos de nuestro cuerpo.  afecta tanto al confort como al rendimiento. 40 Movimiento  El control motor y cómo la forma en que nos movemos afecta nuestra interacción con las computadoras.  El estímulo (de la pregunta) se recibe a través de los receptores sensoriales y se trasmite al cerebro.  La pregunta se procesa y se genera una respuesta válida.  Luego, el cerebro le dice a los músculos apropiados que respondan. Cada una de estas etapas requiere tiempo, que se puede dividir aproximadamente en tiempo de reacción y tiempo de movimiento. 41 Movimiento  El tiempo de reacción varia según el canal sensorial a través del cual recibe el estímulo.  Tiempo de reacción + tiempo de movimiento  Se ve afectado por: edad y condición física  Una persona puede reaccionar a una señal auditiva en aproximadamente 150 ms  A una señal visual en 200 ms  Al dolor en 700 ms  Sin embargo, una señal combinada dará como resultado la respuesta más rápida.  Factores como la habilidad o la práctica pueden reducir el tiempo de reacción y la fatiga puede aumentarlo. 42 Movimiento  Tiempo necesario para moverse a un objetivo particular en una pantalla.  Ley de Fitts describe el tiempo necesario para alcanzar un objetivo en la pantalla.  El tiempo necesario para alcanzar un objetivo es una función del tamaño del objetivo y la distancia que debe moverse.  Dado que a los usuarios les resultará más difícil manipular objetos pequeños, los objetivos generalmente deben ser lo más grandes posible y la distancia a mover lo más pequeña posible. 43 Memoria humana  La memoria se refiere a los procesos que son usados para adquirir, almacenar retener y recuperar información.  Hay tres procesos importante involucrados en la memoria:  Codificación  Almacenamiento  Recuperación 44 Memoria humana  En orden para formar nuevas memorias, la información debe ser cambiada en una forma usable, la cual ocurre a través del proceso conocido como codificación.  Una vez que la información sea exitosamente codificada, debe ser almacenada en la memoria para después utilizarla  El proceso de recuperación permite traer memorias guardadas a la conciencia. 45 Memoria humana  La memoria es la segunda parte de nuestro modelo del ser humano como sistema de procesamiento de información.  Hay tres tipos de memoria o funciones de la memoria Imagen: Modelo de la estructura de la memoria 46 Memoria sensorial  La memoria sensorial es la etapa mas temprana de la memoria. Durante esta etapa, la información sensorial del ambiente es almacenada por un periodo muy breve de tiempo, generalmente no mas de medio segundo para información visual y 3 a 4 segundos para información auditiva.  Existe una memoria sensorial para cada canal sensorial:  Memoria icónica: estímulos visuales  Memoria echoic (echoic): estimulo auditivos  Memoria háptica (haptics): estimulo tactil  Estos recuerdos se sobreescriben constantemente con nueva información que ingresa por estos canales.  Ejemplos: las bengalas en movimiento dejan una imagen persistente. 47 Memoria de corto plazo  La memoria de corto plazo, también llamada como memoria activa, es la información que actualmente somos conscientes o estamos pensando  La mayoría de la información almacenada en la memoria activa se mantendrá durante aproximadamente 20 a 30 segundos.  Acceso rápido: aproximadamente 70 ms  Decae rápidamente: solo puede mantenerse allí temporalmente, aprox. de 200 ms.  Tiene una capacidad limitada: la persona promedio puede recordar 7 ± 2 dígitos 48 Memoria a corto plazo  Experimento de Miller. Observa la siguiente secuencia numérica:  265397620853 49 Memoria a corto plazo  Ahora escribe tanto de la secuencia como puedas recordar. 50 Memoria a corto plazo  265397620853  ¿cuántos dígitos podrías recordar? Si recordó entre cinco y nueve dígitos, su rango de dígitos es promedio.  Ahora prueba la siguiente secuencia:  44 113 245 8920 51 Memoria a corto plazo  Ahora escribe tanto de la secuencia como puedas recordar. 52 Memoria de corto plazo  Por lo tanto, fragmentar la información puede aumentar la capacidad de la memoria a corto plazo. La capacidad limitada de la memoria a corto plazo produce un deseo subconsciente de crear fragmentos y así optimizar el uso de la memoria. La formación exitosa de un trozo (chunk) se conoce como cierre. 53 Memoria de corto plazo 853 371 6227 54 Memoria a corto plazo  Ahora escribe tanto de la secuencia como puedas recordar. 55 Memoria de corto plazo  Podemos aumentar la capacidad efectiva de la memoria a corto plazo del usuario ayudándole a recordar. 56 Memoria de corto plazo 749 277 4924 853 371 6227 211 960 3274 637 859 0226 57 Memoria de corto plazo FSDVW SOMIP PUPPY RTPVP REXIC WATCH 58 Memoria de corto plazo  Cual de estos recuerdas de la diapositiva anterior FSDVW PODAP PUPPY POBXC REXIC TABLE 59 Memoria de largo plazo  La memoria de largo plazo esta destinada para almacenar información a largo plazo.  Aquí almacenamos información fáctica, conocimiento experiencial, reglas procedurales de comportamiento.. de hecho, todo lo que conocemos  Alguna de esta información es bastante fácil de recordar, mientras que otros recuerdos son mucho mas difíciles de acceder. 60 Memoria a largo plazo  Tiene una capacidad enorme, si no ilimitada.  Tiene un tiempo de acceso relativamente lento de aproximadamente una décima de segundo.  El olvido ocurre más lentamente en la memoria a largo plazo, si es que ocurre.  La memoria a largo plazo está destinada al almacenamiento a largo plazo de información.  La información se coloca allí desde la memoria de trabajo a través del ensayo. A diferencia de la memoria de trabajo, se deteriora poco: el recuerdo a largo plazo después de minutos es el mismo que después de horas o días. 61 Memoria a largo plazo  Hay dos tipos de memoria a largo plazo:  la memoria episódica  la memoria semántica.  La memoria episódica representa nuestra memoria de eventos y experiencias en forma serial.  La memoria semántica, por otro lado, es un registro estructurado de hechos, conceptos y habilidades que hemos adquirido.  La memoria semántica está estructurada de alguna manera para permitir el acceso a la información, la representación de relaciones entre piezas de información y la inferencia. 62 Memoria a largo plazo  Un modelo de la forma en que se estructura la memoria semántica es como una red.  Los elementos están asociados entre sí en clases y pueden heredar atributos de las clases principales.  Este modelo se conoce como red semántica. Como ejemplo, nuestro conocimiento sobre los perros puede almacenarse en una red como la que se muestra en la Figura 63 Imagen: Memoria de largo plazo puede almacenar la información en una red semántica Pensamiento: razonamiento y resolución de problemas  Finalmente: llegamos a ver como la información se procesa y manipula.  Además, somos capaces de pensar en cosas de las que no tenemos experiencia y resolver problemas que nunca antes habíamos visto. ¿Cómo se hace esto?  Pensar puede requerir diferentes cantidades de conocimiento. Algunas actividades de pensamiento están muy dirigidas y el conocimiento requerido es limitado. Otros requieren grandes cantidades de conocimiento de diferentes dominios  Hay dos categorías de pensamiento:  Razonamiento  Resolución de problemas 64 Razonamiento  El razonamiento es la capacidad de una persona para dar sentido a las cosas para establecer y verificar hechos. Trabajar racionalmente a través de datos, información, hechos y creencias. Es el proceso de formar conclusiones y juicios a partir de hechos o premisas.  Hay varios tipos:  Razonamiento deductivo  Razonamiento inductivo  Razonamiento abductivo  Usamos cada uno de estos tipos de razonamientos en la vida cotidiana, pero difieren de manera significativa 65 Razonamiento deductivo  Deriva la conclusión lógicamente necesaria de las premisas dadas.  Por ejemplo:  Si es viernes, ella irá a trabajar.  Es viernes.  Por lo tanto, ella irá a trabajar. 66 Razonamiento inductivo  La inducción es generalizar a partir de casos que hemos visto para inferir información sobre casos que no hemos visto  Por ejemplo:  Si cada elefante que hemos visto tienen trompa, deducimos que todos los elefantes tienen trompa. 67 Razonamiento abductivo  El tercer tipo de razonamiento es la abducción. La abducción razona de un hecho a la acción o estado que lo provocó. Este es el método que usamos para derivar explicaciones de los eventos que observamos.  Por ejemplo,  supongamos que sabemos que Sam siempre conduce demasiado rápido cuando ha estado bebiendo. Si vemos a Sam conduciendo demasiado rápido, podemos inferir que ha estado bebiendo. 68 Resolución de problemas  Si el razonamiento es un medio para inferir nueva información a partir de lo que ya se conoce, la resolución de problemas es el proceso de encontrar una solución a una tarea desconocida, utilizando el conocimiento que tenemos.  La resolución de problemas se caracteriza por la capacidad de adaptar información que tenemos para hacer frente a nuevas situación. 69 Aspectos clave en el proceso cognitivo  Percepción: cómo los usuarios interpretan los elementos visuales de un diseño, como colores, formas y disposición.  Atención: qué captura y mantiene la atención de los usuarios dentro de la interfaz.  Memoria: sólo los elementos de diseño ayudan a los usuarios a recordar cómo usar el producto  Aprendizaje: facilidad de aprender a navegar y usar la interfaz.  Resolución de problemas y toma de decisiones: cómo los usuarios abordan las tareas y toman decisiones usando la interfaz.  Modelos mentales: expectativas de los usuarios y comprensión de cómo debería funcionar el sistema. 70