Διεπαφή Ανθρώπου Μηχανής Human-Computer Interface. 2. Ο χρήστης. Τμήμα Βιομηχανικής Πληροφορικής

Transcript

1 Διεπαφή Ανθρώπου Μηχανής Human-Computer Interface 2. Ο χρήστης Τμήμα Βιομηχανικής Πληροφορικής

2 Ο χρήστης Γνωσιακά Μοντέλα Μοντέλο ανθρώπινου επεξεργαστή Αισθητήρια Αντίληψη Οπτική αντίληψη νόμοι Gestalt Προσοχή Μνήμη Αυτόματες - ελεγχόμενες διεργασίες Οργάνωση γνώσης - νοητικά μοντέλα Μεταφορές - ιδεατά μοντέλα Κοινωνική συμπεριφορά

3 Ορισμοί Γνωστική ψυχολογία η εμπειρική μελέτη των γνωστικών διαδικασιών (αντίληψη, μνήμη, γλώσσα, σκέψη) στο πλαίσιο της θεωρίας επεξεργασίας πληροφοριών Γνωσιακή επιστήμη- η συνεργασία ανάμεσα στην ψυχολογία και την πληροφορική με σκοπό την δημιουργία υπολογιστικών μοντέλων για την προσομοίωση των γνωστικών λειτουργιών Γνωσιακή νευροεπιστήμη- η συνεργασία ανάμεσα στην ψυχολογία, την πληροφορική και τη νευροεπιστήμη για την διερεύνηση της μοριακής φύσης των γνωστικών λειτουργιών (μέσω της χρήσης απεικονιστικών μεθόδων)

4 Γνωσιακή ψυχολογία Μελέτη γνωστικών λειτουργιών, όπως η μάθηση, η μνήμη, η επίλυση προβλημάτων Κυριαρχούν θεωρίες που εξηγούν την ανθρώπινη λειτουργία με το μοντέλο του ανθρώπου ως «επεξεργαστή πληροφορίας»

5 Το μοντέλο του ανθρώπινου επεξεργαστή Κατά τις δεκαετίες του 60 και του 70, η βασική γνωσιακή περιγραφή του ανθρώπινου νου γινόταν μέσω του μοντέλου του επεξεργαστή πληροφορίας Η πληροφορία εισάγεται σε μια διατεταγμένη σωλήνωση από στάδια επεξεργασίας και παράγει μια αντίδραση, η οποία μπορεί να είναι μια νέα πληροφορία Διέλευση δεδομένων: Μονόδρομη και σειριακή Κάθε στάδιο απαιτεί κάποιο χρόνο για τη διαδικασία που εκτελεί, ανάλογα με την πολυπλοκότητα της πράξης

6 Το μοντέλο του ανθρώπινου επεξεργαστή 6

7 Το μοντέλο του ανθρώπινου επεξεργαστή Προσοχή/Κινητοποίηση Περιβάλλον εργασίας Αισθητήρες Προσωρινή Αισθητήρια Μνήμη Αντίληψη Νοητικές διεργασίες λήψη αποφάσεων διάγνωση πρόβλεψη... Απάντηση Μνήμη Εργασίας ή Σύντομης Διάρκειας Περιβάλλον εργασίας Μνήμη Μακράς Διάρκειας Ανάδραση

8 Το μοντέλο του ανθρώπινου επεξεργαστή

9 Το μοντέλο του ανθρώπινου επεξργαστή Περιγράφει τον άνθρωπο σαν 3 αλληλεπιδρώντα υπό- συστήματα. Το αισθητήριο, το γνωσιακό το κινητικό, τα οποία αντιστοιχούν στις φάσεις της γνωσιακής επεξεργασίας: (α) κωδικοποίησης ερεθισμάτων, (β) σύγκρισης/ επιλογής απόκρισης και (γ) εκτέλεσης απόκρισης 9

10 Το μοντέλο του ανθρώπινου επεξργαστή Το μοντέλο αυτό είναι περιορισμένο, δεν λαμβάνει υπόψη το κοινωνικό ιστορικό πλαίσιο της ανθρώπινης δραστηριότητας, την εξέλιξη των εργαλείων κλπ

11 Αντικείμενα μελέτης Μνήμη Αισθητήρια αντίληψη Εστίαση προσοχής Οργάνωση γνώσης

12 1. Μνήμη

13 Μοντέλο ανθρώπινης Μνήμης Η πιστή και ακριβής επαναφορά είχε ονομαστεί «Ειδητικότητα»- Eidetik από το «είδος» =εικόνα, μορφή Ανάλογα με το βαθμό συμμετοχής ή δραστηριοποίησης των αισθήσεων και των άλλων λειτουργιών έχουμε διάφορα είδη διατήρησης: 1) Αισθητηριακή 2) Μικρόχρονη 3) Μακρόχρονη

14 Αισθητηριακή μνήμη Αισθητηριακή μνήμη: Σε αυτή ανήκει ότι καταγράφεται στις αισθήσεις για κλάσματα του δευτερολέπτου. Στην ουσία δεν πρόκειται για μνήμη αλλά για μικρό ερεθισμό που αν δεν περάσει στη μικρόχρονη μνήμη, εξαλείφεται αυτόματα. Χαρακτηριστική περίπτωση τα κενά που υπάρχουν ανάμεσα από τις εικόνες μιας κινηματογραφικής ταινίας. Επειδή ο χρόνος που μεσολαβεί είναι λίγος, δεν τα αντιλαμβανόμαστε. Είναι πάντως δυνατό να ερεθιστεί μια αίσθησή μας, χωρίς να συνειδητοποιήσουμε τον ερεθισμό, αυτός όμως μπορεί να περάσει στη μνήμη μας.

15 Αισθητηριακή μνήμη Εξειδικευμένη για κάθε αισθητήριο όργανο Τα ερεθίσματα αφού κωδικοποιηθούν, φυλάσσονται προσωρινά, μέχρι να έρθει το επόμενο ερέθισμα ή να λήξει το τρέχον.(π.χ. μεταίσθημα) Λειτουργεί και ως χρονικό φίλτρο εξομάλυνσης Με την κατάλληλη εστίαση της προσοχής ή απώλεια αυτής, πληροφορία από τα ερεθίσματα αποκόπτεται σε αυτό τοστάδιο.

16

17 Αισθητηριακή μνήμη Ύλη μάθησης που βλέπει κανείς εξαφανίζεται από την αισθητηριακή μνήμη σε χρόνο λιγότερο του 1 δευτερολέπτου Ύλη μάθησης που ακούει κανείς διατηρείται λίγο περισσότερο από 1 δευτερόλεπτο

18 Μικρόχρονη μνήμη Η μικρόχρονη μνήμη μπορεί να χαρακτηριστεί ως ενεργοποιημένη μνήμη. Υπάρχει και λειτουργεί σε περιπτώσεις όπως εκείνη κατά την οποία ένας συνομιλητής μας σταματάει τα λεγόμενά του και μας παρατηρεί ότι δεν τον προσέχουμε. Και εμείς, για να αποδείξουμε ότι τον ακούσαμε με προσοχή, του επαναλαμβάνουμε ορισμένες από τις τελευταίες του φράσεις ή λέξεις. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι είχαμε αντιληφθεί και το νόημα των λόγων του.

19

20

21 HEC ATR ANU PTH ETR EET

22 Μικρόχρονη μνήμη Ονομάζεται επίσης, βραχύβια μνήμη ή μνήμη εργασίας, στην οποία συντηρείται η πληροφορία για μερικά δευτερόλεπτα. Σχετικά πειράματα, έχουν αποδείξει ότι τα αντικείμενα που μπορούν να παραμείνουν στην βραχύβια μνήμη είναι 7 +/- 2 Η πληροφορία που φτάνει σε αυτό το στάδιο μπορεί να επεξεργασθεί O νους προσπαθεί να βελτιστοποιήσει τον αριθμό αυτό δημιουργώντας πακέτα πληροφοριών Ο περιορισμός αυτός ωθεί τον άνθρωπο στην επιθυμία ολοκλήρωσης των ανοιχτών εργασιών στη μνήμη

23 Μακρόχρονη μνήμη Μακροχρόνια μνήμη, στην οποία συντηρείται η πληροφορία για μεγάλο χρονικό διάστημα και στην οποία φυλάσσονται οι γνώσεις εμπειρίες μας κλπ.

24 Μακρόχρονη μνήμη Από άποψη νευροφυσιολογίας θεωρείται ότι η μακρόχρονη μνήμη συντελείται με χημικές αλλαγές στις νευρικές συνάψεις του κεντρικού νευρικού συστήματος Κάποιοι διακρίνουν τη μακρόχρονη μνήμη σε α) νοηματική: είναι αρμόδια για κανόνες, τύπους, γράμματα, σχηματισμούς προτάσεων κτλ. β) επεισοδιακή: αναμνήσεις που συνδέονται με το χρόνο (πότε γεννήθηκε ο Κοπέρνικος) Διαφοροποιήσεις έχουμε κυρίως σε συνάρτηση με το φαινόμενο της «αναπόλησης» στο οποίο εύκολα αναπλάθουμε μια ύλη στο μεγαλύτερό της ποσοστό μετά από πολλές ημέρες λόγω της «αναδρομικής ενίσχυσης» της ύλης από επόμενες θετικές διαδικασίες

25 Μακρόχρονη μνήμη Κωδικοποίηση Η επεξεργασία και ταξινόμηση αυτών των στοιχείων οδηγεί στην κωδικοποίηση: Η κωδικοποίηση αρχίζει με τη λήψη της πληροφορίας μέσω της αντίληψης, την επισήμανση ενός ή περισσοτέρων χαρακτηριστικών και τη δημιουργία αντίστοιχων μνημονικών ιχνών γι αυτά τα χαρακτηριστικά.

26 Μακρόχρονη μνήμη Ταξινόμηση-Ανάκληση Η ταξινόμηση και η ανάκληση πληροφοριών δεν είναι απλές διαδικασίες. Οι πληροφορίες οργανώνονται στη μακροχρόνια μνήμη με κριτήριο τη σημασία τους: Οι άνθρωποι τείνουν να θεωρούν καινούριες λέξεις ως παλιές, αν οι καινούριες σχετίζονται σημασιολογικά με τις παλιές, παρά αν ταιριάζουν στον ήχο. Στην ταξινόμηση των πληροφοριών παίζουν ρόλο και άλλοι παράγοντες όπως ο χρόνος, οι ήχοι, οι μυρωδιές, οι γεύσεις, τα συναισθήματα

27 Μακρόχρονη μνήμη Η διατήρηση και η ανάκληση δυσχαιρένονται από τη λεγόμενη «παρεμβολή». Αυτή παρουσιάζεται όταν αναζητούμε κάτι που έχουμε ταξινομήσει κάτω από μια γενικότερη κατηγορία και κοινή ένδειξη. Στην αναζήτηση παρεμβάλονται και άλλα που δε χρειαζόμαστε σε μια συγκεκριμένη περίπτωση Όταν η μάθηση νέου υλικού παρεμβάλλεται στην ανάκληση παλαιότερου: π.χ. ξένες γλώσσες Όταν προγενέστερη ύλη παρεμβάλλεται στην απόκτηση νέας ύλης: π.χ.μικροί μαθητές-πολλαπλασιασμός, 5*7,5*9, 6*7

28 Μακρόχρονη μνήμη Η διατήρηση και η ανάκληση δυσχαιρένονται από τη λεγόμενη «παρεμβολή»: Όταν όμοια περιεχόμενα που ακολουθούν άμεσα το ένα το άλλο παρεμβάλλονται αμοιβαία ακριβώς λόγω της ομοιότητάς τους. Παρεμβολή ομοιότητας.π.χ Διατήρηση διάφορων όμοιων αριθμών τηλεφώνου Όταν προγενέστερη ύλη παρεμβάλλεται στην απόκτηση νέας ύλης: π.χ.μικροί μαθητές-πολλαπλασιασμός, 5*7,5*9, 6*7

29 Μακρόχρονη μνήμη Η πληροφορία ξεχνιέται με το πέρας του χρόνου (decay) Λογαριθμική μείωση Αν σε μια στιγμή θυμόμαστε το ίδιο δύο γεγονότα, το παλιότερο θα μας μείνει περισσότερο

30 Μνήμη: Θεωρία 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 ΘΒΕ, 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. Παράγοντες που επηρεάζουν ενθύμηση: Εικονικό περιεχόμενο Σημασιολογικό περιεχόμενο Οικειότητα με ερέθισμα

31 Μνήμη: Θεωρία βάθους επεξεργασίας Δίνονται οι εξής εντολές Kill Grep Bc Passwd Ποιές από αυτές είναι πιο εύκολες να θυμάται κανείς σύμφωνα με τη θεωρία βάθους επεξεργασίας;

32 2.Αισθητήρια αντίληψη

33 Αισθητηριακή αντίληψη Ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται το περιβάλλον του μέσω των αισθήσεων: Όραση Ακοή Αφή Όσφρηση Γεύση Τα αισθητήρια όργανα μετατρέπουν και κωδικοποιούν τα αρχικά ερεθίσματα σε μορφή επεξεργάσιμη από τον ανθρώπινο νου Ορισμένες από τις αισθήσεις επιτρέπουν την παραγωγή περισσότερων διαφορετικών καταστάσεων ή συμβόλων Ο ρυθμός παραγωγής πληροφορίας επίσης διαφέρει σημαντικά μεταξύ αισθητηρίων

34 Οπτική Αντίληψη Είναι η σπουδαιότερη από τις αισθήσεις από πλευράς: Πολυπλοκότητας κωδικοποίησης του ερεθίσματος Ποσότητας της πληροφορίας που μας παρέχει Παίζει τον κυρίαρχο ρόλο στα αλληλεπιδραστικά υπολογιστικά συστήματα Τα γραφικά περιβάλλοντα (GUIs), έφεραν την επανάσταση στην ευχρηστία των υπολογιστών: Συνέδεσαν έννοιες και διαδικασίες ξένες προς την ανθρώπινη φύση με γνώριμα σχήματα, αυθόρμητες κινήσεις και οικίες διαλογικές διαδικασίες

35 Οπτική Αντίληψη Αντιστοίχηση της τρισδιάστατης πραγματικότητας που μας περιβάλει με τις δισδιάστατες εικόνες που παρουσιάζονται στην οθόνη του υπολογιστή; Αν απαιτηθεί είναι ανάγκη να χρησιμοποιηθούν παρόμοια βοηθήματα με αυτά που έχει αποδειχθεί ότι μας βοηθούν να αποκτάμε την τρισδιάστατη αντίληψη του κόσμου.

36 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

37 Οπτική αντίληψη

38 Οπτική αντίληψη Η εικόνα συγκλίνει ανεστραμμένη στην ωχρή κηλίδα Αντιλαμβανόμαστε το χρώμα με 3 είδη κωνίων (R,G,B συνιστώσες) Τα ραβδία είναι υπεύθυνα για: Την αντίληψη της κίνησης (εντονότερη στην περιφερειακή μας όραση) Την προσαρμογή του ματιού σε διαφορετικά επίπεδα φωτισμού Τη νυχτερινή όραση (100 φορές πιο ευαίσθητα από τα κωνία) Η διαδικασία της διέγερσης διαρκεί αρκετά ms Σε συνδυασμό με την εξομάλυνση που δημιουργούν τα οπτικά γάγγλια (οπτικοί ολοκληρωτές): μεταίσθημα (max ρυθμός αντιληπτών εναλλαγών 25-30Hz)

39 Οπτική Αντίληψη

40 Οπτική Αντίληψη

41 Οπτική Αντίληψη Το οπτικό ερέθισμα με βάση τα συμφραζόμενα: Περισσότερες οφθαλμαπάτες

42 Οπτική Αντίληψη Το ΟΛΟΝ είναι μεγαλύτερο από τα ΜΕΡΗ ΤΟΥ 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

43 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 μεταξύσ υμμετρικών ορίων φαίνονται να δημιουργούν στερεά σχήματα.

44 Νόμοι του Gestalt

49 Ακοή Παρέχει πληροφορία για το περιβάλλον Απόσταση, κατεύθυνση, αντικείμενα, κτλ Μηχανισμός ακοής: Έξωτερικός: προστατεύει τον εσωτερικό και ενισχύει τον Ήχο Μέσος:μεταδίδει τα ηχητικά κύματα ως δονήσεις στον εσωτερικό Εσωτερικός: μεταδίδει παλμούς στο ηχητικό νεύρο

50 Ακοή

51 Ακοή Οι ήχοι (μηχανικά κύματα) που φτάνουν στη μεμβράνη του τυμπάνου, τη θέτουν σε κίνηση Η κίνηση μεταδίδεται στο υγρό που βρίσκεται μέσα στον κοχλία, μέσω τριών οσταρίων του μέσου αυτιού Στον κοχλία, οι δονήσεις που φτάνουν στο υγρό που περιλαμβάνει θέτουν σε κίνηση τη βασική μεμβράνη που φέρει τα αισθητήρια κύτταρα (τριχοφόρα κύτταρα) Τα αισθητήρια κύτταρα συνδέονται με το ακουστικό νεύρο και οι δονήσεις παράγουν ηλεκτρική διέγερση, συντονισμένη με τις κορυφές του ωστικού κύματος. Ο κοχλίας συντονίζεται διαφορετικά κατά μήκος της διαδρομής του, οπότε σύνθετοι ήχοι αναλύονται σε βασικές συχνότητες σε αλληλοεπικαλυπτόμενες χωρικά ζώνες. (φασματικός αναλυτής).

52 Ακοή Ήχος Pitch: ηχητική συχνότητα Ένταση πλάτος Ηχόχρωμα τύπος ή ποιότητα Οι άνθρωποι ακούν συχνότητες από 20Hz έως 20kHz Οι υψηλές συχνότητες διακρίνονται μεταξύ τους πιο δύσκολα Το σύστημα ακοής φιλτράρει τους ήχους Μπορούμε να ακούσουμε ήχους υπό θόρυβο

53 Αφή Μας βοηθάει να: Αντιληφθούμε την επαφή μας με αντικείμενα του περιβάλλοντος Να ανιχνεύσουμε την υφή, δηλαδή την ποιότητα και τις λεπτομέρειες του αναγλύφου μιας επιφάνειας Να αποκομίσουμε μια επιβεβαίωση (feedback) της εκτέλεσης μιας πράξης (Ε.Α.Υ.) Παράδειγμα: Το πάτημα ενός πλήκτρου επιβεβαιώνεται: Από την αρχική επαφή μας με το πλήκτρο, αν το δάκτυλο δεν ακουμπάει ήδη σε αυτό Από τη σταδιακή αύξηση της πίεσης λόγω της δύναμης του ελατηρίου ή ελάσματος του πλήκτρου Από την απότομη άσκηση πίεσης όταν το πλήκτρο έρθει στο τέρμα της διαδρομής του. Απτική επιβεβαίωση: click!

54 Αφή Παρέχει σημαντική ανάδραση για το περιβάλλον Είναι καίριας σημασίας για όσους έχουν πρόβλημα όρασης Το ερέθισμα λαμβάνεται μέσω αισθητηρίων στο δέρμα Θερμικοί αισθητήρες: κρύο ζέστη Οδυνηροί αισθητήρες: πόνος Νευρικοί αισθητήρες: πίεση Μερικές περιοχές είναι πιο ευαίσθητες από άλλες π.χ. δάχτυλα

55 Κίνηση Ο χρόνος που απαιτείται για την απόκριση σε ερέθισμα: Χρόνος αντίδρασης + χρόνος κίνησης Ο χρόνος κίνησης εξαρτάται από την ηλικία, την φυσική κατάσταση κτλ. Ο χρόνος αντίδρασης εξαρτάται από τον τύπο του ερεθίσματος οπτικό ~ 200ms ηχητικό ~ 150 ms πόνος ~ 700ms Υπάρχει χρόνος μετά τον οποίο η ακύρωση της μυϊκής δραστηριότητας είναι αδύνατη

56 Κίνηση

57 Κίνηση

58 Κίνηση

59 Κίνηση Fitts' Law περιγράφει το χρόνο που απαιτείται για να επιλέξεις ένα στόχο στην οθόνη: Mt = a + b log 2 (D/S + 1) Όπου : a και b είναι εμπειρικά καθοριζόμενες σταθερές Mt είναι ο χρόνος της κίνησης D είναι η απόσταση S είναι το μέγεθος του στόχου Γενικός κανόνας: Στόχος όσο το δυνατόν μεγαλύτερο αποστάσεις όσο το δυνατόν μικρότερες (θα δούμε περισσότερα σε επόμενο μάθημα)

60 Οι Αισθήσεις ως Πηγές Σημάτων

61 Προσοχή 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

62 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, ή να παρακολουθούμε την κίνηση στην διπλανή λωρίδα κυκλοφορίας ενώ οδηγούμε και βλέπουμε μπροστά μας. Κατά αντιστοιχία χρησιμοποιούμε και την περιφερειακή ακοή.

63 Εστίαση προσοχής Κατά το σχεδιασμό διεπιφανειών υπολογιστικών συστημάτων χρησιμοποιούμε τεχνικές που επιτρέπουν την εστίαση της προσοχής του χρήστη. Γνωστές τέτοιες μέθοδοι είναι η παρουσίαση πληροφορίας κατά δομημένο τρόπο, η χρήση χωρικών, χρονικών η χρωματικών βοηθημάτων, τεχνικών εγρήγορσης με αντιστροφή οθόνης, ακουστικά σήματα κλπ.

64 Εστίαση προσοχής Κανόνες 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 γνωσιακά βοηθήματα για την υποστήριξη της συνέχειας,

65 Εστίαση προσοχής

66 Εστίαση προσοχής

67 Αυτόματες και ελεγχόμενες διεργασίες Οι διεργασίες που μαθαίνονται μετά από αρκετή εξάσκηση και είναι αισθητηριο-κινητικού χαρακτήρα δακτυλογράφηση Οδήγηση Οι σχετικές ικανότητες είναι δύσκολο να αλλάξουν π.χ. συνδυασμός πλήκτρων συντόμευσης Η σύγκρουση μεταξύ αυτόματων διεργασιών καθυστερεί την εκτέλεση της εργασίας (φαινόμενο Stroop)

68 Αυτόματες και ελεγχόμενες διεργασίες

69 3. Οργάνωση γνώσης-μνήμης

70 Σημασιολογικά δίκτυα Οι έννοιες είναι μνημονικές ενότητες και αποκτούν σημασία δια μέσου των λέξεων Συγκροτούνται στην σημασιολογική μνήμη ως καλά οργανωμένα δίκτυα Τα μοντέλα περιγράφουν ποσοτικά και ποιοτικά τον τύπο και τις διάφορες διαδικασίες της μνήμης Οι έννοιες είναι συστατικά στοιχεία γνώσης και είναι δεδομένες. Δεν είναι νέα στοιχεία γνώσης. Το άτομο πρέπει απλά να τις αναζητήσει και να τις βρει

71 Σημασιολογικά δίκτυα Τα σημασιολογικά δίκτυα είναι σχήματα που αναπαριστούν γνώση Αποτελούνται από κόμβους και συνδέσμους Οι κόμβοι αποτελούν έννοιες ή αντικείμενα και οι σύνδεσμοι τις σχέσεις μεταξύ των κόμβων Το νόημα και η σημασία ενός σημασιολογικού κειμένου εκπορεύεται από την δομή του

72 Σημασιολογικά δίκτυα Ιεραρχικό μοντέλο αναπαράστασης

73 Σημασιολογικά δίκτυα Ιστορία σημασιολογικών δικτύων Ο όρος πρωτοεμφανίστηκε στην διδακτορική διατριβή του Ross Quillian (1968). Πρότεινε ένα τρόπο οργάνωσης της σημασιολογικής ανθρώπινης μνήμης ή διαφορετικά της μνήμης που σχετίζεται με τις έννοιες των λέξεων. Ο Quillian πίστευε ότι η σημασία μιας έννοιας μπορούσε να παρουσιαστεί με ένα σύνολο των λεκτικών συσχετίσεων. Το 1970 ο ψυχολόγος Allan Collins, σε συνεργασία με τον Quillian, κατασκεύασαν μία σειρά πειραμάτων για να ελέγξουν τη ψυχολογική αληθοφάνεια των σημασιολογικών δικτύων.

74 Σημασιολογικά δίκτυα Ιεραρχία is_a, με στοιχεία κληρονομικότητας Μετρούσαν την ταχύτητα απόκρισης σε προτάσεις τύπου σωστό/λάθος Ανακάλυψαν ότι όπου μεσολαβούσαν περισσότεροι σύνδεσμοι οι χρήστες αργούσαν να δώσουν απάντηση από ότι έκαναν όταν οι ενδιάμεσοι σύνδεσμοι ήταν λιγότεροι Για παράδειγμα απαντούσαν πιο γρήγορα στο το καναρίνι είναι πουλί από ότι το καναρίνι έχει δέρμα

75 Σχήματα Σχήματα: σύνολα σχετικών μεταξύ τους προτάσεων Οι άνθρωποι, όταν ανακαλούν σύνθετα ερεθίσματα, προσθέτουν στοιχεία που δεν ήταν παρόντα στα ερεθίσματα ή αφαιρούν στοιχεία που ήταν παρόντα Τα σχήματα είναι «πακέτα» πληροφοριών, τα οποία περιέχουν όλα τα στοιχεία καθώς και τις σχέσεις μεταξύ των στοιχείων, που συνιστούν τη γενικευμένη έννοια που αντιστοιχεί σε ένα αντικείμενο, σε ένα συμβάν, σε ενέργειες και σε ακολουθίες ενεργειών

76 Σχήματα Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά: Τα σχήματα έχουν μεταβλητές Τα σχήματα μπορούν να είναι ένθετα το ένα μέσα στο άλλο Τα σχήματα αναπαριστούν γνώση σε όλα τα επίπεδα αφαίρεσης Τα σχήματα αναπαριστούν γνώση και όχι ορισμούς Τα σχήματα είναι όργανα ενεργούς αναγνώρισης που στοχεύουν στην αξιολόγηση των υπο επεξεργασία δεδομένων μέσω του ελέγχου και του βαθμού ταιριάσματός τους με τις υπάρχουσες γνώσεις.

77 Σχήματα Τα σχήματα επιτρέπουν τη συναγωγή συμπερασμάτων, καθώς το ένα σχήμα ενεργοποιεί και τα υποσχήματα που αποτελούν μέρος αυτού τα άλλα σχήματα που είναι συνδεδεμένα με αυτό Τα σχήματα διευκολύνουν τη δράση, γιατί περιέχουν μεταβλητές ενεργειών, που όταν ενεργοποιηθούν ελέγχουν τη συμπεριφορά

78 Σχήματα Νέα σχήματα Α) Εξειδίκευση ενός σχήματος (μια ή περισσότερες μεταβλητές σε ένα σχήμα παγιώνονται σε ορισμένη τιμή και συγκροτούν ένα λιγότερο αφηρημένο σχήμα) Β) Γενίκευση του σχήματος (μια παγιωμένη μεταβλητή ενός υπάρχοντος σχήματος αντικαθίσταται με μια άλλη που παίρνει μια σειρά τιμών) Γ) Εναρμόνιση των παλιών σχημάτων με στόχο την παραγωγή νέων (αποκτώντας πιο ακριβείς πληροφορίες για τη φύση των περιορισμών των μεταβλητών, τις αλληλεπιδράσεις των μεταβλητών κτλ./απορρίπτοντας φαινομενικά άσχετες πλευρές ενός σχήματος/προσθέτοντας νέες μεταβλητές στις υπάρχουσες.

79 Νοητικά μοντέλα Είναι δυναμικά σχήματα γνώσης που αφορούν χρήση συσκευών ή διατάξεων ή τρόπους αντιμετώπισης προβλημάτων Είναι νοητικές αναπαραστάσεις της πραγματικότητας μέσω των οποίων μπορούμε να προβλέψουμε έκτακτα περιστατικά ή να δοκιμάσουμε εναλλακτικές λύσεις

80 Συμπερασματικά Οι διεπαφές πρέπει να σέβονται τα όρια των ανθρώπινων επιδόσεων αλλά και να τα αξιοποιούν Οι διεπαφές πρέπει να λαμβάνουν υπόψη το κύκλο Αναγνώρισης Δράσης του μοντέλου του γνωστικού επεξεργαστή Οι διεπαφές πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τα νοητικά μοντέλα των χρηστών

81 Παραδείγματα σχεδίασης

82 Βίντεο-παραδείγματα πρωτότυπων συσκευών Pentop Interface Projector-based painting Touchlight interaction Photolayouts

83 Βίντεο-παραδείγματα πρωτότυπων συσκευών Εργασίες φοιτητών 1 Εργασίες φοιτητών 2 Εργασίες φοιτητών 3 ΜΙΤ 1 6 th sense ΜΙΤ 2 Shiftables

84 Άσκηση Δημιουργείστε ένα σημασιολογικό δίκτυο για την κατανόησή σας από τη συγκεκριμένη διάλεξη Ποιες είναι οι έννοιες που αναφέρθηκαν Πως τις έχετε οργανώσει στο μυαλό σας Προσθέστε στα φύλλα του σημασιολογικού δικτύου τις ευκαιρίες που παρουσιάζονται

85 Άσκηση Να καταγράψετε το δικό σας νοητικό μοντέλο που αφορά τη μηχανή ATM της Τράπεζας που χρησιμοποιείτε. Σχετικές ερωτήσεις: Τι υπάρχει στην κάρτα σας ; Τι συμβαίνει όταν εισάγετε λάθος κωδικό PIN; Γιατί υπάρχουν καθυστερήσεις κατά τη διαδικασία ; Γιατί κατά τη διαδικασία η κάρτα παραμένει στη μηχανή ; Μετράτε τα χρήματα στο τέλος, γιατί; Γιατί μπορεί να ξεχάσετε την κάρτα αν σας δοθούν πρώτα τα χρήματα;

86 Άσκηση Επιστρέφει κάποιος στο σπίτι μετά από μέρες μια κρύα νύχτα του Χειμώνα και το βρίσκει εντελώς παγωμένο. Ενεργοποιεί το θερμοστάτη (αυτόνομη θέρμανση). Σκεφτείτε σε τι θερμοκρασία θα το βάλει κατά τη γνώμη σας: 18 βαθμούς ΜΑΧ Εξηγήσετε τη συμπεριφορά του με βάση το νοητικό μοντέλο του θερμοστάτη (το σχήμα που έχει για το θερμοστάτη)

87 Άσκηση Να περιγράψετε την αλληλεπίδραση ενός χρήστη με τη διεπαφή που σχεδιάσατε στο εργαστήριο για ΑΤΜ μηχάνημα ανάληψης μόνο χρημάτων που απευθύνεται σε έμπειρους χρήστες υπολογιστών. Ποια θεωρητικά στοιχεία από αυτά που αναφέρθηκαν μπορούν να αξιοποιηθούν στην ερμηνεία της αλληλεπίδρασης

88 Στην επόμενη διάλεξη Ο υπολογιστής Συσκευές εισόδου Συσκευές εξόδου