Capítulo 1

O Ser Humano

O ser humano

I/O de informação:– visual, auditiva, táctil, movimento

Informação armazenada em memória– sensorial, curto prazo, longo prazo

Informação processada e aplicada– raciocínio, resolução de problemas, competências

(skills), erro Emoção influencia capacidades humanas Cada pessoa é diferente

Visão

Duas fases no mecanismo da visão:

recepção física do estímulo

processamento e interpretação do estímulo

O Olho - recepção física

mecanismo para a recepção da luz e respectivatransformação em energia eléctrica

luz é reflectida pelos objectos imagens são focadas na retina de pernas-para-o-ar retina contém bastonetes para a visão com

iluminação baixa e cones para a visão a cores células ganglionares (cérebro!) detectam padrões

e movimento

Interpretação do sinal Tamanho e profundidade

– ângulo visual indica o tamanho de espaço visual que um objectoocupa(relaciona tamanho e distância dum objecto ao olho)

– acuidade visual é a capacidade para perceber o detalhe (limitada)

– objectos familiares percebidos como tendo tamanho constante(apesar das mudanças de ângulo visual quando se está longe)

– estímulos à percepção (cues) como, por exemplo, sobreposiçãoajudam a percepção do tamanho e profundidade

Brilho– reacção subjectiva aos níveis de luz– afectada pela luminância do objecto– medida pela diferenças perceptíveis– acuidade visual aumenta com a luminância como acontece com o

efeito de “flickering”

Interpretação do sinal (cont) Cor

– constituída por cor (hue), intensidade do brilho, saturação (modeloHSB)

– cones sensíveis aos comprimentos de onda– acuidade do azul é o mais baixo– 8% de homens e 1% de mulheres são cegos à cor

O sistema visual compensa:– movimento– alterações de luminância.

Contexto é usado para resolver ambiguidade

Ilusões ópticas ocorrem às vezes devido a sobre-compensação

Ilusões Ópticas

ilusão de Ponzo ilusão de Muller-Lyer

Mario Ponzo suggested that thehuman mind judges an object'ssize based on its background.He showed this by drawing twoidentical lines across a pair ofconverging lines, similar torailway tracks.

The Mueller-Lyer illusion is an opticalillusion consisting of nothing morethan an arrow. When viewers areasked to place a mark on the figure atthe mid-point, they invariably place itmore towards the "tail" end.

Leitura

Várias fases:– padrão visual percebido– descodificado usando a representação interna da linguagem– interpretado usando o conhecimento da sintaxe, da semântica e dapragmática

Leitura envolve pestanejos e fixações Percepção ocorre durante as fixações Forma da palavra é importante para o seu reconhecimento Contraste negativo melhora a leitura num écrã de

computador

In linguistics and semiotics, pragmatics is concernedwith bridging the explanatory gap between sentencemeaning and speaker's meaning. The study of howcontext influences the interpretation is then crucial. Inthis setting, context refers to any factor — linguistic,objective, or subjective — that affects the actualinterpretation of signs and expressions.

Audição

Fornece informação acerca do ambiente:distâncias, direcções, objectos etc.

Aparelho físico:– ouvido exterior – protege o ouvido interno e amplifica o som– ouvido médio – transmite ondas de som para o ouvido interno– ouvido interno – transmissores químicos são libertados e provoca impulsos

no nervo auditivo Som

– Pitch (frequência do som); loudness (amplitude); timbre (tipo ou qualidade) Os humanos podem ouvir frequências entre 20Hz e 15kHz

– Menor precisão em distinguir altas frequências do que baixas. Sistema auditivo filtra sons

– Pode perceber sons sobre o ruído de fundo.– por exemplo, o fenómeno da cocktail party.

It is a buffet-style party with drinks and snacks. In a party, it is verynoisy with conversation and background music mixed. Even in suchan environment, you can listen to conversation partner or what youare interested in though it is a little distance away. This is how it wasnamed. It is a work of human acoustic sense with which you pick upa certain source of sound out of multiple overlapped sources.

Tacto

Fornece informação importante acerca do meio ambiente. Pode ser o sentido chave para alguém que é visualmente diminuído. Estímulo recebido via receptores existentes na pele:

– Termoreceptores – calor e frio– Nociceptores – dor– Mecanoreceptores – pressão

(às vezes instantânea, às veses contínua)

Algumas áreas são mais sensíveis do que outras; por exemplo, dedos. Cinestesia - consciência da posição do corpo (ou sensibilidade ao

movimento)– afecta o conforto e o desempenho

Movimento

Tempo de resposta ao estímulo: tempo de reacção + tempo de movimento

Tempo de movimento dependente da idade, doestado de forma física, etc.

Tempo de reacção - dependente do tipo de estímulo:– visual ~ 200ms– auditivo ~ 150 ms– dor ~ 700ms

Aumentando o tempo de reacção diminui a acuidadeno operador não-especializado, mas não nooperador especializado.

Movimento(cont)

Lei de Fitts descreve o tempo necessário para atingir umalvo no écrã:

t = a + b log2(D/S + 1)onde: a e b são constantes determinadas empiricamente

t é o tempo do movimentoD é a distânciaS é o tamanho do alvo

⇒ Alvos tão grandes quanto possíveldistâncias tão pequenas quanto possível

Memória

Há 3 tipos dememória:

sensorial curto-prazo longo-prazo

Selecção de estímulosgovernada pelo nível devigilância.

Memória de longo-prazo

Memória de curto-prazo ou memória de trabalho

Memórias sensoriais

Memória sensorial

Buffers para estímulos recebidos através dossentidos

– memória icónica: estímulos visuais– Memória onomatopaica: estímulos auriculares– Memória háptica: estímulos tácteis

Exemplos– “sparkler” trail– Som stereo

Continuamente sobre-escrito

Memória de curto prazo(short-term memory - STM) Repositório para relembrança temporária

– acesso rápido ~ 70ms

– decaimento rápido ~ 200ms

– capacidade limitada - 7± 2 chunks

Exemplos

212348278493202

0121 414 2626

HEC ATR ANU PTH ETR EET

Memória de longo prazo(Long-term memory, LTM) Repositório de todo o nosso conhecimento

– acesso lento ~ 1/10 segundos– decaimento lento, se qualquer– capacidade enorme e ilimitada

Dois tipos– episódica – memória em série de eventos– semântica – memória estruturada de factos, conceitos, habilidades

LTM semântica derivada de LTM episódica

Memória de longo prazo(cont.)

Estrutura de memória semântica– fornece acesso a informação– representa relações entre bits de informação– suporta inferência

Modelo: rede semântica– herança – nós filhos herdam propriedades dos nós pais– relações explícitas entre bits de informação– suporta inferência através de herança

LTM - rede semântica

Modelos de LTM - Frames

Informação organizada em estruturas de dados Slots na estrutura preenchidos com valores para cada

instância de dados Relações tipo-subtipo

DOG

Fixed legs: 4

Default diet: carniverous sound: bark

Variable size: colour

COLLIE

Fixed breed of: DOG type: sheepdog

Default size: 65 cm

Variable colour

Models of LTM - Scripts

Modelo de informação estereótipa necessária para interpretar situação

Script tem elementos que podem ser instanciados com valores de contexto

Script for a visit to the vet

Entry conditions: dog illvet openowner has money

Result: dog betterowner poorervet richer

Props: examination tablemedicineinstruments

Roles: vet examines diagnoses treatsowner brings dog in pays takes dog out

Scenes: arriving at receptionwaiting in roomexaminationpaying

Tracks: dog needs medicinedog needs operation

Models of LTM - Regras de produção

Representação de conhecimento procedimental.

Regras condição/acçãoif condição é satisfeitathen usa-se regra para determinar acção.

IF dog is wagging tailTHEN pat dog

IF dog is growlingTHEN run away

LTM - Armazenamento de informação

repetição– Informação move-se de STM para LTM

hipótese de tempo total– quantidade retida é proporcional ao tempo de repetição

distribuição de efeito prático– optimizado pela dispersão da aprendizagem ao longo do tempo

estrutura, significado e familiaridade– informação mais fácil de lembrar

LTM - Esquecimento

decaimento– informação é perdida gradualmente, mas muito lentamente

interferência– nova informação substitui a antiga: interferência retroactiva– informação antiga pode interferir com a nova: inibição proactiva

assim não podemos esquecer que toda a memória é selectiva…

… afectada pela emoção – pode subconscientemente `escolher' esquecer

LTM - extracção (retrieval)

relembrança– informação reproduzida pela memória pode ser

assistida por pistas ou deixas; por exemplo, categorias,imagens, etc.

reconhecimento– informação dá conhecimento que foi visto anteriormente– menos complexo que relembrança- informação é a pista

Pensamento

Raciocíniodedução, indução, abducção

Resolução de Problemas

Raciocínio Dedutivo

Dedução:– deriva logicamente conclusão a partir de premissas.

p.ex. Se é sexta-feira, então iremos trabalharÉ sexta-feira.Portanto, iremos trabalhar.

Conclusão lógica não necessariamente verdadeira:p.ex. Se está a chover, então o solo está seco

Está a chover.Portanto, o solo está seco.

Dedução (cont.)

Quando a verdade e a validade lógica chocam…p.ex. Algumas pessoas são bébés

Alguns bébés choramInferência - Algumas pessoas choram

Correcto?

Pessoas têm em conta o conhecimento que têm domundo

Raciocínio Indutivo

Indução:– generaliza de casos conhecidos para casos não conhecidos p.ex. Todos os elefantes que temos visto têm tromba.

Portanto todos os elefantes têm tromba.

Não-fiável:– Podemos só provar a falsidade, não a verdade

… mas é útil!

Os seres humanos não são bons no uso da evidêncianegativa

p.ex. Cartas de Wason.

Cartas de Wason

É isto verdade?

Quantas cartas precisamos de virar para saber?

…. e quais?

Se uma carta tem uma vogal num lado, então tem um número par nooutro

Raciocínio abductivo

raciocínio do evento para a causap.ex. Samuel conduz rapidamente quando bêbado. Se vejo o Samuel a conduzir rapidamente, assumo que ele

está bêbado.

Não-fiável:– Pode levar a descrições falsas

Resolução de problemas

Processo de encontrar uma solução para umatarefa não-familiar usando conhecimento prévio.

Várias teorias.

Teoria de Gestalt• todo ≠ soma das partes• http://pt.wikipedia.org/wiki/Gestalt

Resolução de problemas (cont.)

Teoria do espaço de problemas– espaço de problemas compreende estados do problema– Resolução de problemas envolve a geração de estados com

operadores válidos– heurística pode ser empregue para seleccionar operadores

p.ex. análise meios-fins– opera dentro do sistema de processamento de informação humana

p.ex. limites da STM etc.– Largamente aplicada à resolução de problemas em áreas bem-

definidasp.ex. puzzles em vez de áreas intensivas de conhecimento

Resolução de problemas (cont.)

Analogia– mapeamento analógico:

problemas novos num novo domínio? usa conhecimento de problema similar em domínio similar

– mapeamento analógico difícil se os domínios são semanticamentediferentes

Aquisição de conhecimentos especializados– actividade especializada é caracterizada por aglomeração

muita da informação é aglomerada para optimizar STM– é conceptual em vez de um agrupamento superficial de problemas– informação é estruturada mais eficientemente

Erros e modelos mentais

Tipos de erro

lapsos– intenção correcta, mas falha em fazer algo correctamente– causas: pobre competência (skill) física, falta de atenção, etc.– alteração de comportamento especializado (skilled) pode causar

um lapso

erros (mistakes)– intenção errada– causa: compreensão incorrecta

seres humanos criam modelos mentais para explicar comportamento.if errado (diferente do sistema real) erros podem ocorrer

Emoção

Várias teorias de como a emoção funciona– James-Lange: emoção é a nossa interpretação duma

resposta fisiológica a um estímulo– Cannon: emoção é uma resposta psicológica a um

estímulo– Schacter-Singer: emoção é o resultado da avaliação que

fazemos das nossas respostas fisiológicas face a umasituação que estamos a viver

Emoção envolve quer a resposta cognitiva quer aresposta física a estímulos

Emoção (cont.)

A resposta biológica a um estímulo físico é chamadaafecto

Afecto influencia como respondemos a situações– positivo → resolução criativa de problemas– negativo → pensamento estreito

“Afecto negativo pode tornar difícil a execução detarefas fáceis; afecto positivo pode tornar maisfácil a execução de tarefas difíceis”

(Donald Norman)

Emoção (cont.)

Implicações para o design de interfaces– stresse aumenta a dificuldade em resolver problemas– utilizadores descontraídos são mais tolerantes às

imperfeições do design– interfaces esteticamente agradáveis e

recompensadoras aumentam o afecto positivo

Diferenças individuais

longo prazo– sexo, habilidades físicas e intelectuais

curto prazo– efeito de stresse ou fadiga

mudança– idade

Pergunte-se a si próprio:esta decisão de design excluirá parte da populaçãode utilizadores?

Psicologia e o Design de SistemasInteractivos

Algumas aplicações directas– p.ex. acuidade da cor azul é pobre

⇒ o azul não deve ser usado em detalhes importantes

Contudo, aplicação correcta requer em geral a compreensão docontexto em psicologia, e uma compreensão de condiçõesexperimentais particulares

Muito conhecimento é depurado em:– linhas de orientação (cap 7 do livro)– modelos cognitivos (cap 12 do livro)– Técnicas de avaliação analítica e experimental (cap 9 do livro)