Introducción a la Interacción Persona-Ordenador
El factor humano
José Cañas
Universidad 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 humano
Los sentidos
Cognición
El modelo de memoria
Restricciones de atención y memoria
El modelo mental
Un modelo simple del procesamiento de información
Memoria a largo plazo
input
PERCEPCION
TAREA/
PENSAMIENTO
ESTIMULO
memoria trabajo
output
MOTOR/COMPORTAMIE
NTO
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
Dispositivos
Salida
Dispositivos
Entrada
Sensores
Efectores
Memoria
sensorial (MS)
recordatorio
rendimiento
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
Modelo procesamiento humano
Computadora
Dispositivos
Salida
Dispositivos
Entrada
Sensores
Efectores
Memoria
sensorial (MS)
recordatorio
rendimiento
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
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
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
a cornea
b pupila
c lentes
d músculo ciliar
e ligamento suspensión
f retina
h punto ciego
i nervio óptico
Estructura anatómica del ojo
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
Sistema visual
El 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
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
Perception: gestalt principles (bottom up)
A. Proximity principle
B. Similarity principle
C. Good continuation principle
A
D
C
B
D. Closure principle
Perception: pattern recognition
(top-down processing)
Recognition based on learning and expectation
T EC T
THE 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 medio
b oído interno
c cóclea
d canales semicirculares
e trompa de eustaquio
Oído interno
a estribo
b ventana oval
c membrana basilar
d helicotrema
e 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
manos
Tacto activo
Percepción tactil
Tacto 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 cuerpo
Incluye 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 dolor
Tiene 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 reales
Interfaces 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
Dispositivos
Salida
Dispositivos
Entrada
Sensores
Efectores
Memoria
sensorial (MS)
recordatorio
rendimiento
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
Modelo procesamiento humano
Computadora
Dispositivos
Salida
Dispositivos
Entrada
Sensores
Efectores
Memoria
sensorial (MS)
recordatorio
rendimiento
atención
Memoria de Trabajo
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
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 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).
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 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
Memoria sensorial
Almacén ecóico
Almacena los estímulos auditivos
Almacenamiento de sonidos
250 mseg
Palabras 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
Dispositivos
Salida
Dispositivos
Entrada
Sensores
Efectores
Memoria
sensorial (MS)
recordatorio
rendimiento
atención
Memoria de Trabajo u operativa
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
¿ 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
Desfallecimiento
Interferencia
Memoria operativa
Ejecutivo
central
Lazo
articulatorio
Agenda
visuoespacial
[Baddeley and Hitch, 1974]
Memoria operativa
Funciones generales
Retención de información
Soporte en el aprendizaje de nuevos
conocimientos
Comprensión del ambiente inmediato
Formulación de metas a corto plazo
Resolución 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+-2
No 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
Dispositivos
Salida
Dispositivos
Entrada
Sensores
Efectores
Memoria
sensorial (MS)
recordatorio
rendimiento
atención
Memoria de Trabajo o Operativa
elaboración
recuperación
Memoria de Largo Plazo
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
Procedimental
Declarativa
MLP
Procedimental
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
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
Semantic network, example
- concepts and the relations
property
breath
animal
type
have skin
bird
property
type
fly
swim
type
have feather
fish
shark
type
predator
eagle
symbol of power
dangerous
chicken
not eatable
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 recibida
Una comprensión de les capacidades y
limitaciones de las personas nos ayudará en
el diseño de sistemas interactivos
Bibliografía
Libro electrónico
http://griho.udl.es/ipo/sal
En formato WORD, PDF y Microsoft reader
Versión 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)
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Els models dels essers humans en HCI