ΕΠΛ 435: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή; Περιεχόµενα. Βιβλιογραφία

Transcript

1 Περιεχόµενα ΕΠΛ 435: Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή Θεωρητικό Υπόβαθρο: Γνωστικά Μοντέλα, Αισθητήρια Αντίληψη, Προσοχή και Μνήµη Βιβλιογραφία Γιατί µας χρειάζονται µοντέλα; Γνωστικά Μοντέλα Μοντέλα επεξήγησης της ανθρώπινης συµπεριφοράς κατά την επικοινωνία µε τους υπολογιστές Αισθητήρια Αντίληψη Προσοχή και Μνήµη Βιβλιογραφία Γιατί µας χρειάζεται θεωρία στην Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή; Αβούρης [2000]: Κεφάλαιο 2, pp , slides in [pdf] Preece [2002]: Chapter 3, slides in [pps] Dix [2004]: Chapter 1, slides in [pdf] Norman [2001]: Chapter 2, slides in [pps] High level models of human-computer behaviour, by S. Greenberg, slides in [pdf] Η αλληλεπίδραση µε τους υπολογιστές είναι µια γνωστική διαδικασία. Για την επεξήγηση και πρόβλεψη της συµπεριφοράς των ανθρώπων κατά την επικοινωνία τους µε τους υπολογιστές χρειάζεται να λαµβάνονται υπόψη οι γνωστικές διεργασίες που προκαλούνται και οι περιορισµοί όσον αφορά τις δυνατότητες αντίληψης των χρηστών. Χρειάζεται να υπάρχει τεκµηριωµένη γνώση στο τι αναµένεται από τους χρήστες ότι µπορούν να κάνουν και τι όχι. Για την αναγνώριση της υφής και των αιτιών των προβληµάτων που οι χρήστες αντιµετωπίζουν κατά τη χρήση υπολογιστικών συστηµάτων Για την ανάπτυξη εργαλείων και µεθόδων σχεδίασης διαδραστικών συστηµάτων µε κεντρικό άξονα τον ανθρωποκεντρικό σχεδιασµό.

2 Γιατί µας χρειάζεται θεωρία στην Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή; Παραδείγµατα Μοντέλων Γνωστικά: Ο άνθρωπος ως επεξεργαστής πληροφορίας Μοντέλο Ανθρώπινου Επεξεργαστή Επικοινωνίας Ανθρώπου Υπολογιστή: Norman Το συντακτικό / σηµασιολογικό µοντέλο Πρόβλεψης Ανθρώπινης Συµπεριφοράς: Νόµος του Fitt Γνωστικά (ή Γνωσιακά) Μοντέλα Στόχος Γνωστικών Μοντέλων: Η κατανόηση των λειτουργιών του ανθρώπου όταν αυτός δέχεται ερεθίσµατα που του προκαλούν γνωστικές διεργασίες (εργασίες που συνεπάγονται ή αφορούν απόκτηση γνώσης όπως κατανόηση, ενθύµηση, ανάπτυξη συλλογισµών, απόκτηση δεξιοτήτων, δηµιουργία νέων ιδεών κλπ.) ύο πολύ γνωστά Γνωστικά Μοντέλα: Επεξεργασία Πληροφορίας στον Άνθρωπο (Human Information Processing Model HIPM) Ανθρώπινου επεξεργαστή (Model Human Processor MHP) Μοντέλο Επεξεργασίας Πληροφορίας στον Άνθρωπο (HIPM) (Ι) Μοντέλο Επεξεργασίας Πληροφορίας στον Άνθρωπο (HIPM) (ΙΙ) ερεθίσµατα Κωδικοποίηση ερεθισµάτων σε εσωτερική αναπαράσταση Τέσσερα Στάδια Κωδικοποίηση Σύγκριση Επιλογή Εκτέλεση Σύγκριση µε εσωτερική αναπαράσταση ερεθισµάτων στη µνήµη µνήµη Επιλογή και εκτέλεση κατάλληλης ενέργειας ενέργειες Παράδειγµα: Ερωτάστε στο πλαίσιο µια συζήτησης «από πού είστε;» Κωδικοποίηση: Πρόσληψη της ηχητικής πληροφορίας και µετατροπή της σε κατάλληλη διέγερση του εγκεφάλου Σύγκριση: Σύγκριση των λέξεων µε αντίστοιχες αναπαραστάσεις της µνήµης (πχ. ήδη γνωστές λέξεις) ώστε να επιτευχθεί κατανόηση του ερωτήµατος Επιλογή: Επιλογή της κατάλληλης απάντησης ανάλογα µε το χώρο και την περίσταση (πχ. στο πλαίσιο µιας χιουµοριστικής διάστασης µπορεί να δοθεί εσκεµµένα ανακριβής απάντηση, αν είσαστε στο εξωτερικό το πιθανότερο είναι να απαντήσετε Κύπρος, αν είσαστε εντός Κύπρου µπορεί να απαντήσετε Λεµεσός κλπ.) Εκτέλεση: Ενεργοποίηση του µηχανισµού εκφοράς λόγου

3 Η µνήµη στο Μοντέλο Επεξεργασίας Πληροφορίας στον Άνθρωπο (HIPM) (Ι) Η µνήµη έχει αποφασιστικό ρόλο στο µοντέλο HIPM. ιακρίνονται τρία είδη µνήµης: Αισθητήρια µνήµη, ιαφορετική για κάθε αισθητήριο αγωγό (ακουστική µνήµη, οπτική µνήµη κλπ), η οποία συντηρεί την πληροφορία της µερικά δέκατα του δευτερολέπτου. Βραχύβια µνήµη ή µνήµη εργασίας Σε αυτή συντηρείται η πληροφορία για µερικά δευτερόλεπτα. Σχετικά πειράµατα, έχουν αποδείξει ότι τα αντικείµενα που µπορούν να παραµείνουν στην βραχύβια µνήµη είναι 7 +/- 2. Μακροχρόνια µνήµη Σε αυτή συντηρείται η πληροφορία για µεγάλο χρονικό διάστηµα και στην οποία φυλάσσονται οι γνώσεις εµπειρίες µας κλπ. Η µνήµη στο Μοντέλο Επεξεργασίας Πληροφορίας στον Άνθρωπο (HIPM) (ΙΙ) Παραδείγµατα: Αισθητήρια µνήµη Κουνήστε το δάκτυλο µπροστά από τα µάτια σας. Μήπως το βλέπετε σε πολλές θέσεις ταυτόχρονα; Αντίληψη της διαδοχής εικόνων ως ταινία Βραχύβια µνήµη ή µνήµη εργασίας Κλείστε τα µάτια και προσπαθήστε να θυµηθείτε τις παρακάτω ακολουθίες αριθµών (µια κάθε φορά): 3,4,7 4,2,8,9 3,4,1,9,3,0 3,2,1,8,7,4,0,3,8,2 οκιµάστε µετά από δέκα λεπτά χωρίς να ξαναδείτε τους αριθµούς Μακροχρόνια µνήµη Γνώση του πίνακα πολλαπλασιασµού Οργάνωση Μακροχρόνιας Μνήµης Σηµασιολογικό ίκτυο Μοντέλο Ανθρώπινου Επεξεργαστή (MHP) Περιγράφει τον άνθρωπο σαν τρία αλληλεπιδρώντα υπό-συστήµατα: το αισθητήριο, το γνωστικό και το κινητικό, τα οποία αντιστοιχούν στις φάσεις της γνωστικής επεξεργασίας: κωδικοποίησης ερεθισµάτων, σύγκρισης/ επιλογής απόκρισης και εκτέλεσης απόκρισης

4 Μοντέλα συµπεριφοράς κατά την επικοινωνία µε τους υπολογιστές (I) Norman: Προσδιορισµός στόχου Στάδια εκτέλεσης πρόθεση καθορισµός ενέργειας εκτέλεση ενέργειας Απόσταση µεταξύ προσδοκίας και πραγµατικότητας Ο φυσικός κόσµος : ο υπολογιστής Στάδια εκτίµησης εκτίµηση Εξήγηση ερεθίσµατος Αντίληψη απόκρισης Τα επτά στάδια του µοντέλου Norman (Ι) Ορισµός Στόχού: Τι θέλω να επιτύχω Να γευµατίσω Πρόθεση: υνατές επιλογές για την εκτέλση του στόχου Να τηγανίσω αυγά και πατάτες Να παραγγείλω πίτσα Να πάω στο εστιατόριο Καθορισµός ενεργειών: ράσεις για την ολοκλήρωση της επιλεγείσας πρόθεσης Να καθαρίσω πατάτες Να ανάψω την Ηλεκτρική Κουζίνα Να τοποθετήσω λάδι στο τηγάνι Να τοποθετήσω το τηγάνι στη κουζίνα Τα επτά στάδια του µοντέλου Norman (ΙΙ) Εκτέλεση ενεργειών Καθάρισµα πατατών Άναµµα Ηλεκτρικής Κουζίνας Τοποθέτηση λαδιού στο τηγάνι Τοποθέτηση του τηγανιού Αντίληψη απόκρισης Μυρωδιά από καµένο λάδι Εξήγηση Άφησα το λάδι περισσότερο χρόνο στη φωτιά Εκτίµηση Τελικό είναι δύσκολο να τηγανίσεις πατάτες µε αυγά Επαναδιατύπωση στόχου Ας παραγγείλω Pizza Μοντέλο ιερευνητικής Εκµάθησης (Ι) Παραλλαγή του µοντέλου Norman. Υποστηρίζεται ότι κατά την εκµάθηση µιας νέας συσκευής ή ενός υπολογιστικού συστήµατος διακρίνονται τέσσερις επαναλαµβανόµενες φάσεις Φάση Ορισµού Στόχων Φάση εξερεύνησης (ανακάλυψη στη διεπιφάνεια ενεργειών που διευκολύνουν την επίτευξη των στόχων) Φάση Επιλογής (της κατάλληλης ενέργειας, από τις διαθέσιµες, για την επίτευξη του στόχου) Φάση Εκτίµησης (της προόδου που έχει επιτευχθεί µε βάση την τελευταία ενέργεια)

5 Μοντέλο ιερευνητικής Εκµάθησης (ΙΙ) Να εξηγήσετε τη συµπεριφορά του χρήστη σύµφωνα µε τη θεωρία διερευνητικής εκµάθησης: Ένας νέος πελάτης προσπαθεί να κάνει ανάληψη ενός ποσού δρχ από ΑΤΜ. Επιλέγει το πλήκτρο "ΑΝΑΛΗΨΗ", αφού µελετά τις επιλογές, Λαµβάνει το µήνυµα ότι µπορούν να γίνουν αναλήψεις ποσών µόνο πολλαπλασίων των 5000 δρχ. και του ζητείται να εισάγει το ποσόν της ανάληψης. Εισάγει τον αριθµό 4 και λαµβάνει το µήνυµα λάθους, οπότε διορθώνει την ενέργεια του. Αισθητήρια Αντίληψη Οπτική Αντίληψη Ένα πρόβληµα που προκύπτει είναι η αντιστοίχηση της τρισδιάστατης πραγµατικότητας που µας περιβάλει µε τις δυσδιάστατες εικόνες που παρουσιάζονται στην οθόνη του υπολογιστή. Αν και αυτού του βαθµού ο ρεαλισµός δεν είναι πάντα απαραίτητος, αν απαιτηθεί είναι ανάγκη να χρησιµοποιηθούν παρόµοια βοηθήµατα µε αυτά που έχει αποδειχθεί ότι µας βοηθούν να αποκτάµε την τρισδιάστατη αντίληψη του κόσµου. Οπτική Αντίληψη Τα βοηθήµατα αυτά είναι: το σχετικό µέγεθος των αντικειµένων, η σχετική τους θέση δηλαδή η απόκρυψη των απόµακρων αντικειµένων από τα πιο κοντινά, η µεταβολή της αντίθεσης/ καθαρότητας µε την απόσταση, το φαινόµενο της σκίασης, η µεταβολή στην ύφη των επιφανειών µε την απόσταση, η κινητική παράλλαξη για κινούµενα αντικείµενα, δηλαδή το φαινόµενο ότι τα κοντινά αντικείµενα κινούνται ταχύτερα από τα αποµακρυσµένα. Νόµοι Οργάνωσης οπτικών ερεθισµάτων Η αναγνώριση οπτικών ερεθισµάτων υποβοηθείται από τις αρχές οργάνωσης της πληροφορίας (γνωστές σαν νόµοι του Gestalt) σύµφωνα µε τις οποίες οργανώνουµε τα οπτικά ερεθίσµατα που λαµβάνουµε ώστε να τους δώσουµε νόηµα.

6 Αισθητήρια Αντίληψη Νόµοι του Gestalt Γειτνίαση: κοντινά αντικείµενα οµαδοποιούνται Οµοιότητα: παρόµοια αντικείµενα ως προς το σχήµα ή το χρώµα τους παρουσιάζονται να ανήκουν στη ίδια οµάδα Ολοκλήρωση: µη-ολοκληρωµένα σχήµατα ολοκληρώνονται νοητικά από τον παρατηρητή, Συνέχεια: ακολουθίες από σχήµατα γίνονται κατανοητές σαν οµάδες, Συµµετρία: περιοχές που περιέχονται µεταξύ συµµετρικών ορίων φαίνονται να δηµιουργούν στερεά σχήµατα. Νόµοι του Gestalt γειτνίαση οµοιότητα ολοκλήρωση συνέχεια συµµετρία Οφθαλµαπάτες Προσοχή και Μνήµη Η προσοχή ορίζεται ως η κατάσταση εκείνη κατά την οποία ένα αντικείµενο (µεταξύ πολλών πιθανών συγχρόνως αντικειµένων ή γραµµών σκέψης ) κατέχει ολοκληρωτικά τη σκέψη και την απασχολεί κατά ζωντανό και καθαρό τρόπο. Αποτέλεσµα είναι η αποµάκρυνση της από άλλα αντικείµενα ώστε να επιτευχθεί η αποτελεσµατική ενασχόληση της µε το συγκεκριµένο αντικείµενο

7 Εστίαση Προσοχής Ανάλογα αν το αντικείµενο προσοχής είναι ένα ή πολλά αναφερόµαστε σε εστιασµένη ή µοιρασµένη προσοχή. Στη δεύτερη περίπτωση είναι γνωστή η ύπαρξη και χρήση της λεγόµενης περιφερειακής όρασης, δηλαδή του τµήµατος εκείνου της προσλαµβανόµενης οπτικής πληροφορίας από την περιφέρεια του οπτικού µας νεύρου, η οποία µας επιτρέπει για παράδειγµα να: παρακολουθούµε κινήσεις στην αίθουσα ενώ ακούµε τον συνοµιλητή µας στη διάρκεια µια κοινωνικής συγκέντρωσης, να παρακολουθούµε την κίνηση στην διπλανή λωρίδα κυκλοφορίας ενώ οδηγούµε και βλέπουµε µπροστά µας. Κατά αντιστοιχία χρησιµοποιούµε και την περιφερειακή ακοή. ΗΕστίαση Προσοχής κατά τη σχεδίαση ιεπιφανειών Χρήστη (Ι) Κατά το σχεδιασµό διεπιφανειών υπολογιστικών συστηµάτων χρησιµοποιούµε τεχνικές που επιτρέπουν την εστίαση της προσοχής του χρήστη. Τέτοιες µέθοδοι είναι: η χρήση κίνησης, υπογραµµίσεων, αποστάσεων ανάµεσα σε γραµµές κλπ. η χρήση χωρικών (πχ παράθυρα), χρονικών ή χρωµατικών βοηθηµάτων, η χρήση τεχνικών εγρήγορσης όπως µηνύµατα, ηχητικά σήµατα, flashing lights κλπ. Αποφυγή χρήσης: Πολύ σύνθετων διεπιφανειών που διασπούν την προσοχή του χρήστη ΗΕστίαση Προσοχής κατά τη σχεδίαση ιεπιφανειών Χρήστη (ΙΙ) Αυτόµατες διεργασίες Σηµαντική πληροφορία που απαιτεί άµεση προσοχή πρέπει να τοποθετείται σε εµφανή θέση. Λιγότερο σηµαντική πληροφορία που απαιτεί µικρότερη προσοχή πρέπει να τοποθετείται σε λιγότερο εµφανή θέση αλλά πάντα σε σταθερή θέση ώστε να διευκολύνεται η αναζήτηση της. Πληροφορία που δεν χρειάζεται συχνά πρέπει να εµφανίζεται µόνο κατόπιν σχετικής αίτησης. Όταν απαιτείται η εκτέλεση πολλών παράλληλα εργασιών οι οποίες διακόπτονται διαδοχικά και επαναρχίζουν χρησιµοποιούµε γνωστικά βοηθήµατα για την υποστήριξη της συνέχειας (πχ κατάλληλα µηνύµατα υπενθύµισης). Αυτόµατες διεργασίες: ιεργασίες οι οποίες δεν απαιτούν την προσοχή µας όταν εκτελούνται (π.χ. οδήγηση, δακτυλογράφηση κλπ) αισθητηριοκινητικού (sensomotor) χαρακτήρα δεν είναι εύκολο να αλλάξουν οι έµπειροι χρήστες αναπτύσσουν αυτοµατισµούς - προσοχή για καταστροφικές συνέπειες:σ εν συνίσταται η αλλαγή αυτοµατισµών που έχει µάθει ο χρήστης. Για παράδειγµα δεν ενδείκνυται η αλλαγή της συντόµευσης <Cntrl>+S για σώσιµο του τρέχοντος αρχείου σε κάποια άλλη ενέργεια (π.χ. µορφοποίηση παραγράφου)

8 Αυτόµατες διεργασίες: Φαινόµενο Stroop Περιορισµοί Μνήµης (Ι) καδηφο αξαφλξη λκδελκα ζηγαφξε ιεθροεθο πράσινο καφέ µπλε κίτρινο κόκκινο Ενθύµηση: Η ικανότητα ανάκλησης από τη µνήµη γεγονότων, εννοιών και γενικά κάθε είδους καταχωρηµένης πληροφορίας Παράγοντες που επηρεάζουν την ενθύµηση: Εικονικό περιεχόµενο Σηµασιολογικό περιεχόµενο Οικειότητα µε ερέθισµα Περιορισµοί Μνήµης (ΙΙ) Συνέπειες στη σχεδίαση διεπιφανειών: Αναγνώριση όχι ενθύµηση: Menu και όχι αποµνηµόνευση εντολών (ανάπτυξη γραφικών διεπιφανειών χρήστη). Εικονικό περιεχόµενο: Χρήση εικόνων αντί ονοµάτων / λέξεων (π.χ. βελάκια πλοήγηση αντί λέξεις όπως επόµενο προηγούµενο) Οικειότητα µε ερέθισµα: Χρήση µεταφορών από το περιβάλλον του χρήστη, π.χ. µεταφορά γραφείου για εφαρµογές για γραµµατείς Σηµασιολογικό περιεχόµενο: Χρήση εντολών µε σηµασιολογικό περιεχόµενο π.χ. print Ενθύµηση Ηθεωρία βάθους επεξεργασίας: Κάθε ερέθισµα που αντιλαµβανόµαστε µπορεί να το επεξεργαστούµε σε διαφορετικό επίπεδο, π.χ. στο επίπεδο των αισθητήρων όπως γίνεται όταν προσπαθούµε να αναγνωρίσουµε έναν ήχο µέχρι το πιο βαθύ σηµασιολογικό επίπεδο, όπου προσπαθούµε να καταλάβουµε το νόηµα που συνοδεύει το ερέθισµα. Σύµφωνα µε τη Θεωρία Βάθους Επεξεργασίας, όσο µεγαλύτερο βάθος επεξεργασίας απαιτείται για την αναγνώριση ενός αντικειµένου, τόσο περισσότερο νόηµα φέρει και συνεπώς είναι πιο εύκολο να το θυµόµαστε για µεγαλύτερο διάστηµα.