memoria - Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación
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Interacción Humano Computadora Audición Interacción Humano Computadora Audición Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Audición Interacción Humano Computadora El sentido del Oído es probablemente el segundo, después del de la Vista, en importancia para la performance humana. El oído provee las bases para varias formas de comunicación social, siendo la más notable el habla. Sin duda el sentido del oído juega un rol muy importante en la definición del mundo percibido por una persona. Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora El sonido es el resultado de fluctuaciones de presión generadas por vibraciones desde alguna fuente. El sonido comienza cuando alguna perturbación mecánica produce vibraciones. Esas vibraciones son transmitidas a través de un medio (usualmente el aire) en la forma de pequeñas colisiones entre moléculas. Interacción Humano Computadora Esas perturbaciones toman la forma de ondas, expandiéndose longitudinalmente desde la fuente vibratoria, esas ondas constituyen lo que se conoce como energía acústica. Si las ondas sonoras son lo suficientemente fuertes al momento de arribar a nuestros oídos, las vibraciones sensadas desencadenan toda una serie de eventos culminando en sensasiones auditivas. Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Aunque usualmente pensamos en el aire como el medio de propagación del sonido, la energía acústica puede ser transmitida por cualquier medio cuyas moléculas constituyentes estén lo suficientemente cercanas para colisionar entre sí. Velocidad de propagación del sonido: Aire Seco: Agua de Mar: Acero: 340m/s 1500m/s 5000m/s Interacción Humano Computadora En el sonido podemos diferenciar tres características físicas: ● ● ● Frecuencia Amplitud Composición armónica Interacción Humano Computadora En el sonido podemos diferenciar tres características físicas: ● ● ● Frecuencia / TONO Amplitud / INTENSIDAD Composición armónica / TIMBRE Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora La amplitud de una onda de sonido es el grado de movimiento de las moléculas de aire en la onda, que corresponde a la intensidad del enrarecimiento y compresión que la acompañan. Cuanto mayor es la amplitud de la onda, más intensamente golpean las moléculas el tímpano y más fuerte es el sonido percibido. Interacción Humano Computadora La unidad de medida para la intensidad del sonido es decibeles (dB). DB es una medida logarítmica. El rango de valores que tenemos que representar va desde algo tan suave como el roce entre dos dedos hasta la turbina de un avión jet. En términos de intensidad, este último caso es 1,000,000,000,000 más intenso que el menor sonido percibible. Dentro de la escala de dB, 0 dB es casi silencio absoluto. Un sonido 10 veces más potente son 10 dB. Un sonido 100 veces más potente que el casi silencio es 20 dB. Un sonido 1,000 veces más potente es 30 dB. Interacción Humano Computadora http://www.cdc.gov/niosh/topics/noise/noisemeter.html Interacción Humano Computadora La frecuencia de un sonido es la cantidad de veces que la presión del aire completa un ciclo en un determinado tiempo. También se puede considerar a la frecuencia en termino de la longitud de la onda, es decir la distancia entre un punto de una onda (el pico) y el mismo punto en la onda siguiente. Altas frecuencias se corresponden entonces con bajas longitudes de onda y viceversa. Interacción Humano Computadora La frecuencia se mide en ciclos por segundo, denominándose la unidad hertz (Hz). La frecuencia de un sonido es percibida como el tono del mismo, sonidos con baja frecuencia son percibidos más graves, a mayor frecuencia se perciben como más agudos. Los seres humanos percibimos sonidos entre los 15-20 Hz y los 15000-20000 Hz. http://en.wikipedia.org/wiki/Audio_frequency https://www.youtube.com/watch?v=qNf9nzvnd1k Interacción Humano Computadora https://www.youtube.com/watch?v=vC9Qh709gas Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora El oído externo está formado por el pabellón auricular u oreja, el cual dirige las ondas sonoras hacia el conducto auditivo externo a través del orificio auditivo. Interacción Humano Computadora El oído externo está formado por el pabellón auricular u oreja, el cual dirige las ondas sonoras hacia el conducto auditivo externo a través del orificio auditivo. Estímulo de 2dB → desplazamiento de 0.00000001 cm. Interacción Humano Computadora Las vibraciones que impactan en el tímpano, la pared externa del oido medio, son transmitidas a la ventana oval. La ventana oval es más chica que el tímpano y constituye la pared interna del oido medio. La transmisión desde una membrana a la otra se realiza por medio de la cadena osicular. La cadena osicular está formada por tres pequeños huesos, los más chicos del cuerpo: Martillo - Yunque - Estribo Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Reflejo timpánico o acústico Cuando se aplican sonidos de gran intensidad (mayores de 90 dB) al tímpano, los músculos tensores del tímpano y el estribo se contraen de forma automática, modificando la característica de transferencia del oído medio y disminuyendo la cantidad de energía entregada al oído interno. Este "control de ganancia" se denomina reflejo timpánico o auditivo, y tiene como propósito proteger a las células receptoras del oído interno frente a sobrecargas que puedan llegar a destruirlas. Este reflejo no es instantáneo, sino que tarda de 40 a 160 milisegundos en producirse. Interacción Humano Computadora El oído interno o laberinto se encuentra dentro del hueso temporal. El oído interno es una cavidad hueca en el hueso temporal del cráneo, que incluye en el canal de la cóclea y del canal vestibular en donde se produce la transformación de la energía a sonido. Interacción Humano Computadora Canal posterior Canal frontal Ventana oval Cóclea Canal horizontal Vestíbulo Ventana circular Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora http://www.cochlear.com/wps/wcm/connect/au/home/understand/hearing-and-hl/hl-treatments/cochlear-implant Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora El umbral de audición es la intensidad mínima de sonido capaz de estimular el oído humano. Interacción Humano Computadora Analogía con el principio de Gestalt. http://doc.gold.ac.uk/~ma503am/essays/gestalt/ Interacción Humano Computadora Tacto Interacción Humano Computadora Aunque el humano depende fuertemente de la visión para detectar y reconocer objetos, el sentido del tacto contribuye de una manera distintiva a esa función. El tacto permite reconocer objetos cercanos, relevando información sobre: ● Forma ● Peso ● Tamaño ● Textura ● Resistencia mecánica ● Temperatura ● … etc Varias de estas características pueden no ser obvias a los otros sentidos. Interacción Humano Computadora El sentido del tacto es considerado como una de las modalidades de sensado más confiables. Cuando existe un conflicto con los otros sentidos, generalmente el tacto es el que actúa como árbitro de la situación. La piel que recubre nuestro cuerpo puede ser vista como un órgano sensor. A diferencia de otros órganos sensores, como los ojos o los oidos, que permiten captar estímulos alejados del cuerpo, la piel recibe estímulos adyacentes al mismo. La sensaciones táctiles pueden provenir de estímulos en cualquier lugar de la superficie del cuerpo. Interacción Humano Computadora La piel puede ser considerada como una gran superficie receptora para el sentido del tacto. La piel es el órgano más grande del cuerpo humano. Un adulto promedio tiene 3.6 kg de piel, lo que equivale a 2 metros cuadrados. Interacción Humano Computadora Cuando una persona toca algo, la mano es comúnmente el órgano sensor. En la mano de una persona encontramos: ● ● por un lado miles de mecanoreceptores (receptores sensibles a la presión mecánica o a deformaciones de la piel). por otra parte todo un conjunto de músculos y tendones que permiten guiar a los dedos, por ejemplo en la exploración de una superficie. Estas características sumadas al complejo conjunto de habilidades que desarrolla una persona constituyen a las manos en una de las partes más importantes del cuerpo humano. Interacción Humano Computadora En la piel hay numerosas terminaciones nerviosas que responden a estímulos: ● Mecánicos ● Térmicos ● Químicos Que se corresponden con las percepciones de: ● Presíon ● Dolor ● Temperatura Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora http://gizmodo.com/microsoft-made-a-better-stylus-that-knows-how-youre-hol-1642944801 Interacción Humano Computadora http://www.engadget.com/2014/10/10/prosthetic-limbs-sense-of-touch/?ncid=rss_truncated Interacción Humano Computadora Perceptual Intelectual Control de Movimiento Nivel Consciente MEMORIA Entrada Nivel Automático Perceptual Intelectual Salida Control de Movimiento Card et al (1986), the Model Human Processor (MHP) Interacción Humano Computadora Los sentidos presentan la información del mundo al cerebro. El cerebro interpreta y procesa esta información y puede enviar los mensaje apropiados a los actuadores. El procesamiento que tiene lugar en el cerebro entre el sensado y lo actuado corresponde al procesamiento cognitivo. Los procesos cognitivos pueden actuar también en ausencia de la estimulación externa. Interacción Humano Computadora Percepción y habilidades perceptuales Si bien la palabra percibir es a menudo sinónimo de ver, no es así e involucra a cualesquiera de los sentidos. La percepción involucra la interacción de dos fuentes de información disponibles al que percibe: - La información disponible a través de los sentidos - El conocimiento acumulado en memoria. Interacción Humano Computadora Percepción y habilidades perceptuales Vimos ya los conceptos relacionados con la percepción. También vimos las ilusiones y los errores a los que está expuesta la gente debido a problemas en la percepción. Como conclusión podemos decir que el diseñador debe asegurar la operación adecuada del proceso perceptual asegurando que las percepciones sean exactas. Interacción Humano Computadora Procesamiento intelectual Un procesamiento intelectual efectivo es altamente dependiente de percepciones exactas. La gente está continuamente tomando decisiones, resolviendo problemas y razonando de una u otra manera. Interacción Humano Computadora Procesamiento intelectual Un procesamiento intelectual efectivo es altamente dependiente de percepciones exactas. La gente está continuamente tomando decisiones, resolviendo problemas y razonando de una u otra manera. Los sistemas deben diseñarse para alentar y estimular a la gente a usar y desarrollar las habilidades intelectuales relacionadas con las actividades a llevarse a cabo. Tres de los procesos intelectuales más importantes son: - El razonamiento - La resolución de problemas - La toma de decisiones Interacción Humano Computadora Procesamiento intelectual. El razonamiento Es el proceso por el cual utilizamos el conocimiento que poseemos para sacar conclusiones o inferir algo nuevo acerca del dominio de interés. Hay distintos tipos de razonamiento, que difieren de manera significativa y que usamos en nuestra vida diaria: - Deductivo - Inductivo - Abductivo Interacción Humano Computadora Procesamiento intelectual. El razonamiento Razonamiento deductivo deriva la conclusión a partir de las premisas dadas. Razonamiento inductivo permite que, a partir de casos vistos, se infiera información sobre casos que no han sido vistos. Razonamiento abductivo razona a partir de un hecho hacia la acción o estado que lo causó. Interacción Humano Computadora Resolución de Problemas Si bien el razonamiento es un medio de inferir nueva información a partir de la conocida, la resolución de problemas es el proceso de encontrar una solución a una tarea no familiar, utilizando el conocimiento que tenemos. Hay distintas técnicas de resolución de problemas entre las que se cuentan la particularización, la generalización, la analogía, el brainstorming y el listado de atributos entre otras. Se deben diseñar sistemas que alienten la resolución eficiente de problemas. Las técnicas ayudan a asegurar una resolución de problemas efectiva e imaginativa. Interacción Humano Computadora Resolución de Problemas La responsabilidad del diseñador es estar advertido de éstas y otras técnicas e incorporarlas como parte integral del sistema. Quienes van a resolver un problema deben tener las instrucciones necesarias, el material necesario o las salidas necesarias de la computadora para poder hacerlo. Interacción Humano Computadora Resolución de Problemas Los diseñadores deben tener una idea aproximada del conocimiento de los usuarios concerniente a una situación particular de problema. También debe estar claro cuán eficientemente puede ser organizada y accedida otra información relevante de modo tal que pueda ser recuperada para tenerla en cuenta fácilmente al resolver problemas específicos. Interacción Humano Computadora Toma de decisiones No siempre es posible separar la resolución de problemas y la toma de decisiones como procesos separados. Los dividimos conceptualmente así para ayudar a identificar y enfatizar muchos de los diferentes tipos de decisiones de diseño asociadas con el procesamiento intelectual. La resolución de problemas, a menudo involucra el encontrar una solución correcta en una situación que es nueva a un individuo. La toma de decisiones involucra pesar respuestas alternativas conocidas en términos de deseabilidad y seleccionar una de dichas alternativas. Interacción Humano Computadora Toma de decisiones Las decisiones pueden tener que tomarse considerando la incertidumbre absoluta o considerando distintos grados de incertidumbre. La incertidumbre se refiere, en este contexto, a la incertidumbre de las consecuencias de la decisión. Los diseñadores deben tratar con un amplio rango de decisiones inciertas. En general, la incertidumbre adiciona complejidad a la toma de decisiones. Si el diseñador está conciente de una situación incierta, debe proveer instrucciones, training adicional y la ayuda que crea necesaria para reducir la incertidumbre tanto como sea posible para ayudar en la toma de decisiones. Interacción Humano Computadora Toma de decisiones El diseñador debe proveer toda la información y las herramientas necesarias para que puedan tomarse buenas decisiones. Debe tenerse en cuenta que la gente puede integrar una cantidad limitada de información para tomar una decisión adecuada; los sistemas que requiren que, para tomar una decisión, los usuario integren grandes volúmenes de información verán degradada su performance. Interacción Humano Computadora ¿Por qué están acá? Interacción Humano Computadora Nuestra memoria guarda información sobre hechos y procedimientos; nos permite repetir acciones, usar el lenguajes y utilizar nueva información que adquirimos a través de los sentidos. También nos da nuestro sentido de identidad preservando información de nuestro pasado. ¿Cómo trabaja? ¿Cómo recordamos listas de cosas? ¿Por qué algunas personas recuerdan más fácilmente que otras? ¿Qué sucede cuando olvidamos? Para responder estas preguntas debemos entender algunas de las capacidades y limitaciones de la memoria humana. Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora Interacción Humano Computadora En general se coincide en que hay tres tipos de memoria humana: ● ● ● Memoria Sensorial Memoria de Corto Plazo Memoria de Largo Plazo Estas memorias interactúan pasándose información entre ellas y almacenándola. Interacción Humano Computadora Memoria Sensorial Las memorias sensoras actúan como buffers de los estímulos recibidos a través de los sentidos. Se sabe que hay memorias sensoras para la visión, la audición y el tacto. Estas memorias se sobreescriben constantemente con nueva información proveniente de los canales sensores correspondientes. Posiblemente existan memorias para los otros sentidos. Se caracterizan por ser muy breves y, al menos en el caso de la visión, por ser una representación literal de los estímulos. Interacción Humano Computadora Memoria Sensorial La información queda en la memoria visual alrededor de 0.5 seg. Ejemplos: dedo moviéndose, fuegos artificiales. La información en la memoria auditiva se guarda aprox. 1/4 seg. Ejemplo: habilidad de saber de dónde proviene un sonido, preservar patrones de entonación. Interacción Humano Computadora Memoria de corto plazo Actúa como una memoria de trabajo y aquí se mantiene información temporaria (usualmente unos pocos segundos). Ejemplo: Para comprender esta frase usted necesita almacenar en la memoria el principio de la misma en tanto lee el resto. Interacción Humano Computadora Memoria de corto plazo Esta memoria puede accederse rápidamente (~70 ms) y la información que se guarda temporariamente permanece ~200ms. Tiene capacidad limitada. Puede retener alrededor de 7±2 ítems de información. La capacidad limitada de esta memoria produce un deseo subconciente de crear ítems de información y así optimizar el uso de la memoria. La formación exitosa de un ítem se denomina clausura. Interacción Humano Computadora Memoria de corto plazo Si el diseñador necesita que se recuerde información debe hacer que los mensajes sean lo más cortos posibles y además debe asegurar poca interferencia. La gente olvida más pronto los mensajes más largos. Hay algunos que sostienen que no es una cuestión de ítems sino de tiempo requerido para recitar la información. La gente puede recordar aproximadamente tantas palabras como pueda decir en 2 seg. El recitado de información la mantiene en la memoria de corto plazo. Interacción Humano Computadora Memoria de corto plazo Obviamente los diseñadores no deben requerir que los usuarios retengan ni la más mínima información si no se les permite recitado (o repetición) y no deben requerir que retengan información, aún repitiéndola, más de 20 segundos. En primera instancia perdemos información de la memoria de corto plazo reemplazándola con nueva información. Esta nueva información reemplaza la vieja debido a la cantidad restringida de ítems que pueden mantenerse simultáneamente en la memoria de corto plazo. https://faculty.washington.edu/chudler/stm0.html Interacción Humano Computadora Memoria de corto plazo Una de las mejoras maneras en que un diseñador puede asegurarse que la información persista en la memoria de corto plazo es no dar nueva información en tanto la información anterior sea necesaria para repetirse. Los diseñadores deben tener en cuenta los problemas asociados con la memoria de corto plazo tales como la capacidad limitada (7±2), la duración relativamente corta (usualmente menos de 10 segundos) y el requerimiento continuo de repetición sin interferencia para poder mantener la información. Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo Es una memoria de almacenamiento más o menos permanente. Esta memoria es esencialmente ilimitada y parece capaz de almacenar todo lo que sucede en el tiempo de vida del individuo. Difiere de la memoria de corto plazo en: - Su capacidad de almacenamiento - Su tiempo de acceso relativamente lento - El olvido, si ocurre, es más lento. La información se incorpora a esta memoria luego de estar unos segundos en la de trabajo pero para ello debe enlazarse con algo que ya esté guardado allí. Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo Se dice entonces que esta memoria está organizada para construir y mantener su contenido. Aunque no puede asegurarse que la información se pierda de esta memoria, hay información en la misma que no puede accederse fácilmente. Es decir que no se considera que la información se olvida sino que se pierde acceso a la misma. Las líneas que sostienen esto son las relacionadas con la hipnosis y la estimulación cerebral. ¿Por qué nos parece entonces que perdemos información? Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo Para contestarlo debemos entender que hay por lo menos tres operaciones que están relacionadas con recordar y olvidar: - Codificación - Almacenamiento - Recuperación Codificación Es el proceso de decidir cómo clasificar la información. Requiere del individuo que perciba la información y determine la o las características esenciales de la misma para luego almacenarla. Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo Generalmente, lo que se guarda es la una codificacón de la esencia de lo que fue sensado y percibido. Posiblemente el proceso de codificación se vuelva más eficiente con la experiencia. Almacenamiento Este proceso puede durar un largo período de tiempo y durar, incluso, en tanto se duerme. Recuperación Es la operación opuesta del almacenamiento. En muchos casos, si la información de almacenamiento puede recordarse se recupera la información más rápidamente. Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo Hay dos formas de medir la información recordada: recall reconocimiento. y En una situación de recall típica a una persona se le presenta una lista de órdenes para llevar a cabo una tarea. Luego se le pide que recuerde tantas instrucciones como sea posible. Esto pone énfasis en la retención de las instrucciones presentadas originalmente. En una situación de reconocimiento, una persona debe seleccionar entre dos o más alternativas, tal como ocurre cuando se usa un menú. Interacción Humano Computadora Memoria de largo plazo El recall es mucho más dificultoso que el reconocimiento. El diseñador debe tener esto en cuenta y reducir la cantidad de veces que la gente necesite recordar información o instrucciones y debe aumentar las oportunidades para reconocer una o más alternativas.
