H ΨΥΧΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΛΛΗΛΟ-ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΑΝΘΡΩΠΩΝ ΚΑΙ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ ΛΑΜΠΡΟΣ ΛΑΪΟΣ ΟΚΤ 2013

Transcript

1 H ΨΥΧΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΛΛΗΛΟ-ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΑΝΘΡΩΠΩΝ ΚΑΙ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ ΛΑΜΠΡΟΣ ΛΑΪΟΣ ΟΚΤ 2013

2 ΒΑΣΙΖΕΤΑΙ ΣΤΟ ΚΕΦ3 Περιλαµβάνει Εργαστήριο στην τάξη Προβολές Video Ασκήσεις

3 Επανάληψη Βοµβαρδιζόµαστε από αναποτελεσµατικά τεχνολογικά συστήµατα Για να τα βελτιώσουµε πρέπει να κατανοήσουµε: Τον τρόπο που επεξεργαζόµαστε πληροφορίες Βασικές αρχές σχεδιασµού Πώς να δανειζόµαστε επιτυχηµένες αρχές σχεδιασµού από επιτυχηµένες εφαρµογές

4 Μηνύµατα Οι άνθρωποι είναι επεξεργαστές πληροφοριών Είσοδοι: η όραση και η ακοή είναι οι πιο σηµαντικές αισθήσεις για το σχεδιασµό συστηµάτων ελέγχου Επεξεργαστές: διανοητικός, αισθητικός, και κινητικός Έξοδοι: χέρια, πόδια-κινήσεις Τα µοντέλα του ανθρώπινου επεξεργαστή βοηθά στον σχεδιασµό καλύτερων τεχνολογικών συστηµάτων

5 Μοντέλο Ανθρώπινου Επεξεργαστή Αποτελείται από τρία αλληλοεπιδρώντα υποσυστήµατα :αισθητικό, διανοητικό, και κινητικό Σε µερικά καθήκοντα τα υποσυστήµατα λειτουργούν σειριακά (πίεση πλήκτρου µε την εµφάνιση ενός ερεθίσµατος ) Σε άλλα καθήκοντα τα συστήµατα λειτουργούν εν παραλλήλω (οδήγηση, οµιλία µε επιβάτη, ακούγοντας ραδιόφωνο) Κάθε υποσύστηµα έχει την δική του µνήµη και επεξεργαστή) Μνήµα: χωρητικότητα και χρόνος ηµισείας ζωής : χρονικός κύκλος (περιλαµβάνει χρόνο πρόσβασης) Κάθε υποσύστηµα έχει τους δικούς του κανόνες λειτουργίας

6 Μοντέλο Ανθρώπινου Επεξεργαστή Μνήµη µακράς διαρκείας Οπτική αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός Χέρια, Παλάµες, άκτυλα, κλπ.

7 Γιατί το ΜΑΕ είναι χρήσιµο; Χρησιµοποιούµε εµπειρικές µελέτες για να την επαλήθευση και επέκταση του Βοηθά στην κατανόηση των υποσυστηµάτων Χρησιµοποιούµε το µοντέλο για να : Προβλέψουµε και να συγκρίνουµε την χρηστικότητα Predict διαφορετικών σχεδιαστικών λύσεων Εργασιακή απόδοση, ευκολία µάθησης, και ποσοστά λαθών εν απαιτούνται χρήστες η λειτουργικά πρωτότυπα! Καταρτίζουµε οδηγίες για σχεδιασµό προϊόντων Χρώµα, χωροταξία, χρόνοι απόκρισης, κλπ. To ΜΑΕ είναι : Εύκολο στην χρήση και στην εκµάθηση ίνει αρκετά ακριβή αποτελέσµατα

8 Το ΜΑΕ δεν περιέχει Στοιχεία για επεξεργαστές και µνήµες που σχετίζονται µε την αφή Προσοχή Εστιάζει την συνειδητή σκέψη Κατευθύνεται σε συγκεκριµένο χώρο και περιεχόµενο Επηρεάζει την προσωρινή µνήµη και την διανοητική επεξεργασία Φιλτράρει το είδος των πληροφοριών που µεταφέρονται από τις αισθητικές αποθήκες στην προσωρινή µνήµη

9 Προσοχή :Λειτουργεί σαν ένας φακός 9

10 Αισθητικό Υποσύστηµα Μετατρέπει το εξωτερικό περιβάλλον σε µια µορφή επεξεργάσιµη από το διανοητικό υποσύστηµα Αποτελείται από αισθητικές αποθήκες και επεξεργαστή Μνήµη µακράς διαρκείας Οπτική Αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός

11 Αισθητική Μνήµη Αµέσως µετά την εµφάνιση ενός ερεθίσµατος, η αναπαράστασή του εµφανίζεται στην µνήµη Οι αναπαραστάσεις είναι φυσικές (όχι συµβολικές) Π.χ., 7 είναι σχήµα, όχι το αναγνωριζόµενο ψηφίο Τα περιεχόµενα της αισθητικής µνήµης αποκτούν συµβολική µορφή και περνούν στην προσωρινή µνήµη Ποιος επεξεργαστής κάνει την κωδικοποίηση? Χρόνος ηµισείας ζωής 200ms για την οπτική αποθήκη 1500ms για την ακουστική

12 Αισθητικός Κωδικοποιεί τις πληροφορίες της προσωρινής µνήµης επί περίπου 100ms και στην συνέχεια ανακαλεί το επόµενο ερέθισµα Χρονικός κύκλος = ~100ms Ο επεξεργαστής δεν µπορεί να κωδικοποιήσει όλη την πληροφορία µέχρι την άφιξη του επόµενου ερεθίσµατος Ο τύπος και η σειρά της κωδικοποίησης επηρεάζεται από: Αρχές του Gestalt (αντίληψη σχήµατος από τα επιµέρους στοιχεία) Προσοχή διευθύνει την επεξεργασία ή φιλτράρει τις πληροφορίες Η γνώση της λειτουργίας του αισθητικού επεξεργαστή βοηθά στην βελτίωση και κατανόηση της αλληλεπίδρασης Ανθρώπων και Υπολογιστών

13 Άσκηση Υποθέσατε χρονικό κύκλο αισθητικού επεξεργαστή = 100ms Εάν παίζονται 20 κλικ ανά δευτερόλεπτο πόσα περίπου κλικ περίπου θα ακούσει ένα άτοµο? Εάν παίζονται 30 κλικ ανά δευτερόλεπτο πόσα κλικ περίπου θα ακούσει ένα άτοµο?

14 Άσκηση Πόσα frames ανά δευτερόλεπτο πρέπει να παίζονται σε ένα video για να δίνουν την αίσθηση κίνησης; Όταν βλέπουµε ένα video, πόσο πρέπει να απέχουν χρονικά ο ήχος και η εικόνα ώστε ένα άτοµο να µην αντιλαµβάνεται την έλλειψη συγχρονισµού;

15 Αρχές του αισθητικού επεξεργαστή Αρχές του Gestalt Εξηγούν πως προσλαµβάνουµε τα σχήµατα από τα επί στοιχεία τους Η Αρχή της Μεταβλητότητας του Επεξεργαστή Ο Χρονικός κύκλος µεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα µε την ένταση του Ερεθίσµατος; Οι πιο λαµπερές οθόνες απαιτούν ταχύτερους ρυθµούς ανανέωσης Η Αρχή της Εξειδίκευσης στην Κωδικοποίηση Ο τρόπος κωδικοποίησης επηρεάζει τι και πως αποθηκεύεται Επηρεάζει τα στοιχεία ανάκλησης που χρησιµοποιούνται όταν ανακαλούµε την πληροφορία από την µνήµη

16 Αρχές του Gestalt

17 Αρχές του Gestalt

18 Η Αρχή της Εξειδίκευσης στην Κωδικοποίηση

19 ιανοητικό Υποσύστηµα Χρησιµοποιεί τα περιεχόµενα της προσωρινής και της µόνιµης µνήµης για την λήψη αποφάσεων και τον χρονοπρογραµµατισµό των ενεργειών στο κινητικό υποσύστηµα Αποτελείται από ένα επεξεργαστή και δύο µνήµες την προσωρινή και την µόνιµή Μόνιµη Μνήµη Οπτική Αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός

20 Προσωρινή Μνήµη ιατηρεί ενδιάµεσα προϊόντα της σκέψης και αναπαραστάσεις από το αισθητικό υποσύστηµα Αποτελείται από ενεργοποιηµένα τµήµατα της µόνιµης µνήµης που αποκαλούνται «τεµάχια» (chunks) Ένα τεµάχιο είναι µια ιεραρχική συµβολική δοµή 7 +/- 2 τεµάχια µπορεί να είναι ενεργά ανά πάσα χρονική στιγµή

21 Προσωρινή Μνήµη ιατηρεί ενδιάµεσα προϊόντα της σκέψης και αναπαραστάσεις από το αισθητικό υποσύστηµα Αποτελείται από ενεργοποιηµένα τµήµατα της µόνιµης µνήµης που αποκαλούνται «τεµάχια» (chunks) Ένα τεµάχιο είναι µια ιεραρχική συµβολική δοµή 7 +/- 2 τεµάχια µπορεί να είναι ενεργά ανά πάσα χρονική στιγµή XOFVTMCBN

22 Προσωρινή Μνήµη ιατηρεί ενδιάµεσα προϊόντα της σκέψης και αναπαραστάσεις από το αισθητικό υποσύστηµα Αποτελείται από ενεργοποιηµένα τµήµατα της µόνιµης µνήµης που αποκαλούνται «τεµάχια» (chunks) Ένα τεµάχιο είναι µια ιεραρχική συµβολική δοµή 7 +/- 2 τεµάχια µπορεί να είναι ενεργά ανά πάσα χρονική στιγµή XOFVTMCBN

23 Προσωρινή Μνήµη ιατηρεί ενδιάµεσα προϊόντα της σκέψης και αναπαραστάσεις από το αισθητικό υποσύστηµα Αποτελείται από ενεργοποιηµένα τµήµατα της µόνιµης µνήµης που αποκαλούνται «τεµάχια» (chunks) Ένα τεµάχιο είναι µια ιεραρχική συµβολική δοµή 7 +/- 2 τεµάχια µπορεί να είναι ενεργά ανά πάσα χρονική στιγµή NBCMTVFOX

24 Προσωρινή Μνήµη Η απόσβεση του περιεχοµένου της οφείλεται : Στην πάροδο Χρόνου: περίπου 7s για τρία τεµάχια, µε µεγάλες αποκλίσεις Παρεµβολές: πολύ πιο δύσκολη η ανάκληση αν υπάρχουν παρόµοια είδη (ενεργοποιηµένα τεµάχια) στην µνήµη εν είναι ένα σταθερό τµήµα της Μόνιµης Μνήµης αλλά µια δυναµική ακολουθία ενεργοποιηµένων τεµαχίων(τα οποία µπορεί να µην µετακινούνται)

25 Μόνιµη Μνήµη Κρατά τεράστιες ποσότητες γνώσης; γεγονότα, διαδικασίες, ιστορικά στοιχεία Αποτελείται από δίκτυα συσχετιζόµενων τεµαχίων Η χωρητικότητά της άπειρη, αλλά µπορείς να ξεχνάς διότι: εν µπορείς να βρεις αποτελεσµατικά στοιχεία ανάκλησης Όµοιοι σχηµατισµοί άλλων τεµαχίων αλληλεπιδρούν µε το τεµάχιο-στόχο

26 Άσκηση Ας υποθέσουµε ότι σας δίνουν προφορικά 12 αυθαίρετα ονόµατα αρχείων για αποµνηµόνευση. Με ποια σειρά πρέπει να τα καταγράψετε ώστε να µεγιστοποιήσετε την ανάκλησή τους; Τι συµβαίνει αν σας δώσουν ονόµατα 3 οµάδων αρχείων, όπου το καθένα αρχίζει µε τους ίδιους χαρακτήρες; Π.χ., Class1, Class2, Class3, Class4; Day1, Day2, Day3, Day4,κ.λ.π.

27 ιανοητικός Βασίζεται στον κύκλο αναγνώρισης δράσης Αναγνώριση: ενεργοποιεί συνδεδεµένα τεµάχια της στην µόνιµη µνήµη ράση: µετασχηµατίζει τα περιεχόµενα της προσωρινής µνήµης Χρονικός κύκλος = ~70ms

28 Αρχές του ιανοητικού Υποσυστήµατος Αρχή Αβεβαιότητας Ο χρόνος λήψης µιας απόφασης αυξάνεται µε την αβεβαιότητα σχετικά µε την απόφαση που πρέπει να παρθεί, και απαιτεί περισσότερους διανοητικούς κύκλους Αρχή Μεταβλητότητας: Ο χρονικός κύκλος Tc είναι µικρότερος όταν απαιτείται µεγαλύτερη προσπάθεια λόγω αυξηµένων απαιτήσεων στην εργασία ή αυξηµένου πληροφοριακού φόρτου; Μειώνεται µε την επανάληψη. Νόµος της Μάθησης : όπου α είναι σταθερά µαθήσεως = T 1 n Tn * α

29 Κινητικό Υποσύστηµα Μετατρέπει σκέψεις σε ενέργειες Μέσω κεφαλής, χεριών, δακτύλων κ.α. Μόνιµη Μνήµη Visual Store Auditory Store Προσωρινή µνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός Χέρια, δάκτυλα πόδια

30 Κινητικός Ελέγχει τις κινήσεις του σώµατος Οι κινήσεις συνίστανται από διακεκριµένες µικροκινήσεις Κάθε µικροκίνηση διαρκεί περίπου 70ms Ο χρονικός κύκλος του κινητικού επεξεργαστή είναι περίπου 70ms Σε συνηθισµένες δράσεις όπως πληκτρολόγηση και οµιλία οι κινήσεις είναι προγραµµατισµένες Το µοντέλο ΑΕΠ δεν συµπεριλαµβάνει τις προγραµµατισµένες κινήσεις

31 Τι µάθαµε µέχρι τώρα Μνήµη µακράς διαρκείας Οπτική αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός Χρονικοί Κύκλοι Χέρια, Παλάµες, άκτυλα, κλπ.

32 Τι µάθαµε µέχρι τώρα Μνήµη µακράς διαρκείας Οπτική αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός Χρονικοί Κύκλοι 100 ms

33 Τι µάθαµε µέχρι τώρα Μνήµη µακράς διαρκείας Οπτική αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός Χρονικοί Κύκλοι 100 ms 70 ms

34 Τι µάθαµε µέχρι τώρα Μνήµη µακράς διαρκείας Οπτική αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός Χρονικοί Κύκλοι 100 ms 70 ms 70 ms

35 Τι µάθαµε µέχρι τώρα Μνήµη µακράς διαρκείας Οπτική αποθήκη Ακουστική Αποθήκη Προσωρινή Μνήµη Μάτια Αυτιά Αισθητικός ιανοητικός Κινητικός Κύκλος Αίσθησης Αναγνώρισης Κίνησης ~= 240 ms

36 Χρησιµοποίηση του Μοντέλου για τον υπολογισµό Χρόνου Αντίδρασης σε απλό Καθήκον Συσχέτισης Χρήστης κάθεται σε υπολογιστή. Όταν εµφανίζεται ένα σύµβολο πατά το πλήκτρο διαστήµατος. Ποιος είναι ο χρόνος µεταξύ ερεθίσµατος και απόκρισης;

37 Χρησιµοποίηση του Μοντέλου για τον υπολογισµό Χρόνου Αντίδρασης σε απλό Καθήκον Συσχέτισης Χρήστης κάθεται σε υπολογιστή. Όταν εµφανίζεται ένα σύµβολο πατά το πλήκτρο διαστήµατος. Ποιος είναι ο χρόνος µεταξύ ερεθίσµατος και απόκρισης; Tα + Tδ + Tκ = 240 ms

38 Χρησιµοποίηση του Μοντέλου για τον υπολογισµό Χρόνου Αντίδρασης σε απλό Καθήκον Συσχέτισης ύο σύµβολα εµφανίζονται στην οθόνη. Εάν το δεύτερο ταυτίζεται µε το πρώτο ο χρήστης πατά Ν, διαφορετικά πατά Ο. Ποιος είναι ο χρόνος µεταξύ εµφάνισης του δευτέρου συµβόλου και της απόκρισης;

39 Χρησιµοποίηση του Μοντέλου για τον υπολογισµό Χρόνου Αντίδρασης σε απλό Καθήκον Συσχέτισης ύο σύµβολα εµφανίζονται στην οθόνη. Εάν το δεύτερο ταυτίζεται µε το πρώτο ο χρήστης πατά Ν, διαφορετικά πατά Ο. Ποιος είναι ο χρόνος µεταξύ εµφάνισης του δευτέρου συµβόλου και της απόκρισης; Tα + 2Tδ (σύγκρινε + αποφάσισε) + Tκ = 310 ms

40 Ο νόµος του Fitt Μοντέλο ανθρώπινης κινητικής απόδοσης Αναφέρεται στην κίνηση κάτω χεριού Το αρχικό µοντέλο αναπτύχθηκε το 954 Κάνει δυνατή την πρόβλεψη του χρονικού διαστήµατος κίνησης Η κίνηση είναι γρήγορη χωρίς λάθη και στοχευµένη Ο χρόνος είναι συνάρτηση της απόστασης του στόχου και του πλάτους του

41 Περιβάλλον Καθήκοντος Μοντελοποιεί την κίνηση του χεριού προς ένα στόχο Το χέρι απέχει A cm από τον στόχο Ο στόχος έχει πλάτος W cm Υποθέτουµε ότι η κίνηση ακολουθεί ευθεία W διαδροµή A

42 Μοντέλο Χρόνος Κίνησης (MT) Ο χρόνος κίνησης είναι: MT = a + b * I d a: τοµή στον άξονα y b: κλίση (msec/bit) I d = log 2 (A / W + 1)

43 Ερµηνεία του log 2 (A/W + 1) Η κίνηση του χεριού απαιτεί περισσότερο χρόνο όταν: Η απόσταση του στόχου (A) αυξάνεται Η ανοχή (W) µειώνεται Ο στόχος αποµακρύνεται και έχει µικρότερο µέγεθος Η κίνηση του χεριού απαιτεί λιγότερο χρόνο όταν Η απόσταση του στόχου (A) µειώνεται Η ανοχή (W) µειώνεται Ο στόχος είναι σε µικρή απόσταση και έχει µεγαλύτερο µέγεθος

44 Ο έλεγχος του Μοντέλου MT = a + b * I d Πρέπει να υπολογιστούν τρείς παράµετροι (a, b, και I d ) I d υπολογίζεται από τις παραµέτρους του καθήκοντος I d = Log 2 (A / W + 1) a και b υπολογίζονται από την γραµµή παλινδρόµησης MT ~= * I d I p = 1 / b ~= 1/230 = 4.35 bits / msec

45 Η γραφική παράσταση του νόµου του Fitt Χρόνος (msec) MT ~= * I d I d

46 Άσκηση Προβλέψτε τον χρόνο που απαιτείται για ένα χρήστη για να µετακινήσει τον cursor από την παρούσα θέση σε ένα εικονίδιο Το εικονίδιο είναι 400 pixels στο δεξιό του cursor Το εικονίδιο έχει πλάτος 50 pixels MT ~= * Log 2 (A / W + 1)