L’ Ergonomia Cognitiva - · PDF fileTopics della lezione precedente • Neuroestetica •Breve presentazione dell’ergonomia cognitiva

L’ Ergonomia CognitivaBreve Presentazione

Topics della lezione precedente

• Neuroestetica

• Breve presentazione dell’ergonomia cognitiva

Overview: Lezione XI

• Introduzione all’Ergonomia Cognitiva

• Progettare l’interazione

• Il carico di lavoro mentale

Che cos’è l’ergonomia?

• La definizione dell’IEA (International Ergonomics Association, http://www.iea.cc)

• Ergonomics (or human factors) is the scientific discipline concerned with the understanding of interactions among humans and other elements of a system, and the profession that applies theory, principles, data and methods to design in order to optimize human well-being and overall system performance.

Practitioners of ergonomics and ergonomists contribute to the design and evaluation of tasks, jobs, products, environments and systems in order to make them compatible with the needs, abilities and limitations of people.

http://www.iea.cc/

About IEAhttp://www.iea.cc/about/index.html

• The International Ergonomics Association (IEA) is the federation of ergonomics and human factors societies around the world entitled as international organization founded in Zurich (Switzerland)

http://www.iea.cc/whats/index.html


• Deriva dal greco εργον (lavoro) e νοµοσ (norme) il termine indica letteralmente «la norma del lavoro»

• L'ergonomia è una disciplina orientate ai sistemi che ora si estende a tutti gli aspetti dell'attività umana. L’ Ergonomia promuove un approccio che considera I fattori fisici, cognitive, sociali, organizzativi e ambientali.



• L’Ergonomia (o scienza del Fattore Umano) ha come oggetto l’attività umana in relazione alle condizioni ambientali, strumentali e organizzative in cui si svolge. Il fine è l’adattamento di tali condizioni alle esigenze dell’uomo, in rapporto alle sue caratteristiche e alle sue attività.

• Nata per studiare e far rispettare nella progettazione una serie di norme che tutelano la vita del lavoratore e accrescono l’efficienza e l’affidabilità dei sistemi uomo-macchina, l’ergonomia ha allargato il proprio campo di applicazione in funzione dei cambiamenti che sono sopravvenuti nella domanda di salute e di benessere.

http://www.societadiergonomia.it/

Obiettivi

• L’obiettivo attuale è quello di contribuire alla progettazione di oggetti, servizi, ambienti di vita e di lavoro, perché rispettino i limiti dell’uomo e ne potenzino le capacità operative.

• L’ergonomia si alimenta delle acquisizioni scientifiche e tecnologiche che permettono di migliorare la qualità delle condizioni di vita, in tutte le attività del quotidiano.

http://www.societadiergonomia.it/

Perché l’Ergonomia?

• Progettare compatibilmente alle esigenze, alle capacità ed ai limiti delle persone.

• Tecnologie che rendono la nostra vita più efficiente ed emozionante.

Diversi dominihttp://www.iea.cc/whats/index.html

L’ergonomia Cognitiva

• L’Ergonomia cognitiva si occupa dei processi mentali, come la percezione, la memoria, il ragionamento, e la risposta motoria, che influenzano le interazioni tra gli esseri umani e gli altri elementi di un sistema.

• Argomenti rilevanti: il carico di lavoro mentale, il processo decisionale (decision-making), performances, interazione uomo-computer, stress da lavoro-correlato e la formazione.


Goal

• Aumentare la qualità della vita

EPICURO nel IV secolo a. C. scrisse : “Una salda conoscenza dei bisogni inclina a ricondurre ogni assenso o diniego al benessere del corpo ed alla piena serenità dell’animo, poiché questo è il fine della vita felice. A questo fine noi rivolgiamo ogni nostra azione, per allontanarci dalla sofferenza e dall’apprensione”.

La qualità della vita

• Secondo l’O.M.S. è: “stato di completo benessere fisico, psicologico e sociale della persona, e non soltanto l’assenza di malattia … … il godimento dello standard più elevato che si possa conseguire è uno dei diritti fondamentali di ogni essere umano” … dal protocollo di costituzione dell’OMS, 22 Luglio 1946

L’autoefficacia

• BANDURA

La percezione che un individuo ha di poter eseguire dei comportamenti in grado di raggiungere gli obiettivi prefissati.

• Il benessere psicologico e la soddisfazione personale;

• Le relazioni sociali sperimentate;

• L’occupazione;

• Il benessere fisico e materiale;

• L’autodeterminazione, l’autonomia e la possibilità di scelta;

• La competenza personale, l’adattamento comunitario e la possibilità di vivere in modo indipendente;

• L’integrazione comunitaria;

• L’accettazione sociale, lo status sociale e l’adattamento;

• Lo sviluppo personale e la realizzazione;

• La qualità dell’ambiente residenziale;

• Il tempo libero;

• Il supporto ricevuto dai servizi.

Migliorare il benessere

• Intervenire sia sull’ambiente di vita della persona (ad esempio, migliorando le tecnologie), che sugli aspetti individuali, (ad esempio, abilità interpersonali, dell’autonomia, contesto socio-culturale).

Human centered design

• Progettare prodotti che possano essere utilizzati dagli utenti per gli obiettivi e l’uso richiesti, con la massima efficienza, la massima soddisfazione e il minimo stress fisico e mentale (da J.Rubin, 1994).

• L’utente è al centro dell’intervento ergonomico

Il design centrato sulle persone

il design centrato sulle persone

“Progettare per le persone” , ossia realizzare prodotti, ambienti e servizi, capaci di offrire benessere psico-fisico agli individui garantendo al tempo stesso elevati livelli di prestazione.

Norma UNI EN ISO 9241-210:2010 Ergonomics of human-system interaction - Part 210: Human-

centred design for interactive systems

• User Experience (UX)

“Person’s perceptions and responses resulting from the use and/or anticipated use of a product, system or service”

Norma UNI EN ISO 9241-210:2010 Ergonomics of human-system interaction - Part 210: Human-

centred design for interactive systems

• HUMAN-CENTRED DESIGN approccio al progetto e sviluppo di sistemi con lo scopo di rendere i sistemi interattivi usabili focalizzandosi sull’uso del sistema e applicando le conoscenze e le tecniche dei fattori umani/ergonomia e dell’usabilità

Garrett, J.J. (2003)

• UX è l’esperienza che il prodotto crea per le persone che lo usano nel mondo reale [...] Quando qualcuno ti chiede cosa vuol dire usare un prodotto o servizio, stanno chiedendo informazioni sull’esperienza dell’utente. E ‘difficile fare le cose semplici? E’ facile da capire? [...] Coinvolge ogni prodotto che viene utilizzato da qualcuno crea un’esperienza utente: libri, bottiglie di ketchup, poltrone reclinabili [..].

Harjumaa & Isomursu (2012)

• Aspetti fondamentali

1) le caratteristiche dell’utente

2) le caratteristiche del sistema

3) il contesto d’uso

The Five Human Factors (Kumar, 2013)

• Osservare elementi relativi a: aspetti fisici, cognitivi, sociali, culturali ed emotivi presenti in ogni situazione.

• E comprendere come questi influenzano l’intera esperienza delle persone.

• Questi elementi devono essere considerati quando si sviluppano concept e soluzioni progettuali

1) Fisico

2) Cognitivo

3) Emotivo

4) Sociale

5) Culturale

Cognitive Ergonomics• Cognitive ergonomics is concerned with mental processes, such as

perception, memory, reasoning, and motor response, as they affect interactions among humans and other elements of a system. The relevant topics include mental workload, decision-making, skilled performance, human-computer interaction, human reliability, work stress and training as these may relate to human-system design.

www.interaction-design.org

L’ErgonomiaDi Nocera F. (2009)

• Settore di ricerca e di applicazione che si occupa dell’interazione tra individui e tecnologie e ha come scopo quello di adattare strumenti e compiti all’essere umano.

• Qualunque artefatto tecnologico è di interesse per l’ergonomo: dai frullatori alle centrali nucleari….

•Analisi dell’errore umano e individuazione delle cause: errori compiuti dagli individui nell’interazione con la tecnologia e gli artefatti.

•Sostegno teorico alla progettazione

•Valutazione

• L’ergonomia può assumere significati differenti i funzione:

1.Degli obiettivi del ricercatore

2.Della componente disciplinare più utile per il raggiungimento di quegli obiettivi

L’ergonomia cognitiva Di Nocera F. (2009)

• L’ergonomia cognitiva sta all’ergonomia fisica come la «mente» sta al corpo.

L’ergonomia cognitiva Di Nocera F. (2009)

•Studio e valutazione dei processi cognitivi (percezione, attenzione, memoria, etc.) coinvolti nell’interazione tra individuo e tecnologia, nonché l’attività di progettazione che tenga conto di questi processi.

L’ergonomia psico-sociale

• Dimensione collettiva studio dell’interazione individui-tecnologie

Pluralità di persone considerate nel loro insieme

La psicologia come scienza della progettazione«Progettare artefatti a misura d’uomo»

• Le cose non esistono indipendentemente dalle persone che le usano: gli artefatti non sono solo oggetti fisici ma hanno una funzione.

• Un artefatto serve a raggiugere uno scopo strettamente legato alle motivazioni, all’esperienza, ai limiti e alle capacità degli esseri umani

L’artefatto cognitivo(Norman, 1991)

• “A cognitive artifact is an artificial device designed to mantain, display, or operate upon information in order to serve a representational function” ..… “and that affect(s) human cognitive performance”.

• Gli artefatti sono mediatori tra noi e l’ambiente, sia in output sia in input

Azioni ed artefatti

•I sette stadi dell’azione come sussidi al design (Norman)

I principi del buon design

• Questo modello scompone il nostro operare sugli oggetti in sette passi (o stadi) principali:

1. Formare lo scopo

• Esecuzione (la fase in cui pianifichiamo ed effettuiamo le azioni sul sistema):

1. Formare

3. Specificare un’azione

4. Eseguire l’azione: eseguiamo effettivamente le azioni pianificate

• Valutazione (la fase in cui confrontiamo quello che è successo con lo scopo che volevamo raggiungere):

5. Percepire lo stato del mondo

6. Interpretare lo stato del mondo

7. Valutare il risultato: decidiamo se lo scopo iniziale è stato raggiunto.

• Visibilità guardando, l’utente può conoscere lo stato dell’apparecchio e le alternative d’azione

• Un buon modello concettuale il progettista fornisce all’utente un valido modello concettuale

• Buon mapping è possibile determinare i rapporti fra azioni e risultati, fra comandi e i loro effetti, fra lo stato del sistema e ciò che è visibile

• Feedback l’utente riceve una completa e continua informazione di ritorno circa i risultati delle sue azioni

Esempio

• 1. Formare lo scopo: desidero aprire il getto d’acqua per fare la doccia;

• 2. Formare l’intenzione: a questo scopo, intendo operare sul rubinetto in figura…

• 3. Specificare un’azione: … ruotandolo con la mano destra verso sinistra, fino in fondo;

• 4. Eseguire l’azione: eseguo quanto sopra;

• 5. Percepire lo stato del mondo: sento che il rubinetto non può ruotare ulteriormente verso sinistra, e vedoun consistente flusso di acqua uscire dalla doccia; sento che l’acqua è calda;

• 6. Interpretare lo stato del mondo: comprendo che il rubinetto è arrivato a fine corsa, e che il flusso dell’acquacalda è conseguenza della mia azione sul rubinetto;

• 7. Valutare il risultato: stabilisco che ho raggiunto lo scopo che mi ero prefisso.

Norman 1986

«I sette stadi costituiscono un modello approssimativo, non una teoria psicologica completa.

In particolare, gli stadi quasi certamente non sono entità separate e distinte. La maggior parte dei comportamenti non richiede che si ripassino tutti gli stadi nell’ordine, e nella maggior parte delle attività un’azione singola non basta. Devono esserci numerose sequenze e l’intera attività può durare ore o anche giorni.

C’è un continuo anello di retroazione, in cui i risultati di un’attività sono usati per indirizzarne altre, in cui gli scopi conducono a scopi collaterali e sussidiari, le intenzioni a sub-intenzioni. Ci sono attività in cui gli scopi vengono dimenticati, scartati o riformulati.»

?

Il mouse ed il doppio click

• Il condizionamento operante (Skinner 1938)

• L’apprendimento è il risultato del condizionamento mediante rinforzo di una risposta selezionata tra le tante possibili in un dato contesto.

Progettare l’interazione

• Progettare l’interazione significa tener conto di schemi e modelli mentali, delle capacità cognitive di attenzione, memoria, pianificazione, ecc.

• Realizzare artefatti “centrati sull’utente”. progettare interfacce che rendano il più trasparenti possibile input e output della macchina

• Alcune interfacce, soprattutto nel passato, erano decisamente inadeguate da questo punto di vista (Norman, 1988).

Modelli mentaliNorman (1983)

• Modello mentale dell’utente

• L’immagine del sistema

• Modello concettuale del sistema

Modello mentale dell’utente

• Rappresentazione della macchina che l’utente sviluppa quando impara ad usare un sistema.

• Non necessariamente corretto

• Non stabile nel tempo (cambia in base all’esperienza)

L’immagine del sistema

• Il modello mentale dell’utente è basato sull’immagine mentale del sistema.

• Comprende tutti gli elementi del sistema: aspetto fisico, stile di interazione, forma e contenuto dell’informazione scambiate.

Il modello concettuale del sistema

• Modello tecnicamente accurato, creato per obiettivi specifici.

• E’ il regno del progettista; esso infatti costituisce il presupposto per l’immagine del sistema che, conseguentemente, è alla base del modello mentale dell’itente,

Progetto

Modello Concettuale

Utente Compiti

Schemi

• Il nostro sistema cognitivo elabora automaticamente alcuni stimoli e risposte ad essi.

Esecuzione «automatica»

Consistent mapping

Sequenza di operazioni che diventa attiva in risposta ad una specifica configurazione di stimoli

• La prestazione non cambia con la pratica, l’associazione tra stimolo e risposta è infatti variabile e l’esecuzione del compito richiederà il controllo consapevole dell’individuo (Schneider, Shiffrin, 1977)

Variable mapping

Interviene quando non è presente nessuna coerenza nel tempo tra stimolo e risposta

Modello AvanzatoNorman & Shallice (1986)

• Meccanismi (due!) responsabili della prestazione:

1. Operazioni basate su schemi (rappresentazioni interne) per coordinare pensieri e comportamenti abituali

2. Sistema supervisore

Modello AvanzatoNorman & Shallice (1986)

• Assunti

- La selezione di operazioni abituali è decentralizzata;

- La selezione non usuale è qualitativamente differente e coinvolge un sistema supervisore aspecifico

Modula il sistema e interviene solo quando l’elaborazione automatica risulterebbe inadeguata

Modelli predittivi

• Principi ingegneristici di base (Raskin, 2001):

- Progettare a partire da fondamenta razionali;

- Predire numericamente la prestazione;

- Ottenere che il risultato funzioni nei modi attesi;

- Senza dover provvedere ad aggiustamenti ad hoc

I modelli predittivi permettono di comprendere nel dettaglio il coinvolgimento di componenti percettive, cognitive e motorie dell’interazione tra individuo e tecnologia.

L’uomo è un elaboratore di informazione quindi può essere studiato con metodologie ingegneristiche

(Card, Moran, & Newell, 1983)

• Model Human Processor MHP GOMS

• Prospettiva utile per fare predizioni sulla prestazione degli utenti

Goals Operators Methods Selection -rules

GOMS

• Un modello che fornisce una descrizione formale delle conoscenze che un utente deve possedere per conseguire un certo obiettivo usando un artefatto (Model Human Processor, MHP)

• Il modello permette di predire l’efficacia della prestazione analizzando le sue componenti di base (task analysis)

• Le componenti riguardano tutti i processi coinvolti: percezione, attenzione, memoria, linguaggio, etc.

GOMS

• GOALS: L’obiettivo è una struttura simbolica (rappresentazione astratta) che definisce uno stato da aggiungere e definisce i metodi necessari per raggiungerlo

• OPERATORS: L’operatore è una qualsiasi operazione elementare (percettiva, cognitiva, motoria) che modifica lo stato mentale dell’utente per agire sull’ambiente

GOMS

• METHODS: insieme di procedure apprese dall’utente che servono a raggiungere un obiettivo. Ha la forma di una proposizione condizionale (SE… ALLORA)

• SELECTION RULE: regola di selezione permette di scegliere un metodo tra diversi metodi disponibili. Anche essa ha la forma di una proposizione condizionale.

Task Analysis

• Il Goms permette di stimare la prestazione frammentandola nelle sue unità di base.

• Describing the Goals, Operators, Methods, and Selection Rules for a set of tasks in a relatively formal way constitutes doing a GOMS task analysis. […] "how to do it" knowledge is described in a form that can actually be executed - somebody (or an appropriately programmed computer) can go through the GOMS description, executing the described actions, and actually carry out the task (Kieras, 1994).

Example of GOMS Analysis Results

• Method for goal: delete a file.

- Step 1. Accomplish goal (Realizzare obiettivo): drag file to trash (trascinare il file nel cestino)

- Step 2. Return with goal accomplished.

• Method for goal: copy a file.

- Step 1. Recall that command verb is "COPY".

- Step 2. Think of source directory name and file name and retain as first filespec.

- Step 3. Think of destination directory name and file name and retain as second filespec.

- Step 4. Accomplish goal: enter and execute a command.

- Step 5. Return with goal accomplished.

KLM

• Variante semplificata del GOMS

• Permette anch’essa delle predizioni quantitative sulla performance, ma senza invocare un’analisi degli obiettivi o regole di selezione

• Mediante il KLM si possono confrontare compiti diversi, o compiti eseguiti usando interfacce diverse, per stabilire in fase di progettazione la migliore strategia per l’utente

KLM

• Si basa sull’analisi dell’uso di diversi operatori:

• K: pressione di un tasto sulla tastiera

• T(n): battitura di n caratteri di una parola

• P: movimento del puntatore verso una posizione dello schermo

• B: pressione del tasto del mouse

• BB: sequenza di pressione e rilascio del tasto del mouse

• H: spostamento della mano verso la tastiera o ilmouse

KLM

• Un ruolo fondamentale è giocato da altri due elementi:

• W: attesa della risposta da parte del sistema

• M: verificarsi di un evento mentale

• Il KLM si applica a tutti i possibili ambiti di interazione uomo-macchina, purché siano specificati dettagliatamente gli elementi e gli operatori citati

• In ogni ambito è possibile disegnare una task analysis ideale e ottimale

Limiti dei modelli predittivi

• Scarso potere analitico nei confronti dei meccanismi di apprendimento

• Scarsa capacità di analizzare gli ambienti operativi complessi in cui intervengono molte variabili

• Eccessiva priorità attribuita ai piani e agli scopi dell’utente

Human factors

• Capire come le persone «lavorano» con le macchine/tecnologie e perché commettono errori

Il carico di lavoro mentale

• Il CLM varia in funzione di diversi fattori:

• Sforzo compiuto dall’individuo nell’esecuzione del compito

• Percezione dello sforzo compiuto nell’esecuzione del compito da parte dell’individuo

• Il CLM, dal punto di vista dei processi cognitivi implicati, può essere considerato in maniera non molto diversa dall’attenzione

Il carico di lavoro mentale

• Costrutto multidimensionale

- Richieste del compito

- Livello di prestazione raggiunta

- Sforzo del’operatore

- Percezioni dell’operatore

• L’elaborazione può essere impossibile se richiede risorse superiori a quelle disponibili

• Se l’utente deve eseguire più compiti contemporaneamente le prestazioni nell’eseguire uno o più compiti decadono a causa della competizione per le risorse (interferenza)

• L’utente esegue due tipi di compiti:

• Funzionali: individuare e risolvere il problema corrente

• Operazionali: individuare e gestire i mezzi per svolgere il compito (interagire con l’interfaccia)

• I due tipi di risorse competono per le risorse cognitive

Compiti multipli

• Il CLM rappresenta un problema sia quando esso è troppo alto (riduzione del livello di prestazione), sia quando è troppo basso (riduzione del livello di vigilanza)

• Teoria del Periodo Psicologico Refrattario (PPR)

Se si eseguono 2 compiti a breve distanza l’uno dall’altro (1 sec. o meno), la risposta peggiora al diminuire dell’intervallo tra gli stimoli

Ipotesi di un canale unico per l’elaborazione dell’informazione:

- se il canale è occupato da una risposta, non permette l’altra

- Somiglianza con le teorie del filtro dell’attenzione

Attenzione divisa

• Capacità di controllare e dividere (dislocare) le risorse attentive tra più compiti contemporaneamente

• COMPITO DOPPIO – il soggetto deve svolgere in contemporanea due compiti diversi: un compito primario e un compito secondario.

• Le curve POC (Performance Operating Characteristics) mettono in relazione le performance nei due compiti:

• L’interferenza dipende da:

- difficoltà dei compiti

- -somiglianza (operazioni cognitive coinvolte) –

- processi controllati e processi automatici (Schneider e Shiffrin, 1977)

CURVA POC (Performance Operating Characteristics)

I limiti

• Strutturali

• Funzionali

• L’ipotesi dei limiti strutturali postula che a un certo livello dell’analisi dell’input vi sia un filtro

• Che tipo di filtro?

Facilitatorio

Inibitorio

• A quale livello di elaborazione?

Percettivo

Pre-attentivo

Attentivo

Risposta Sensazione Azione

Elaborazione precoce

Integrazione delle caratteristiche

Elaborazionetardiva

Selezione della risposta

Broadment Treisman Deutsch &Deutsch

Smitht

• L’ipotesi dei limiti funzionali postula che vi sia una quantità di energia finita a disposizione degli individui

La scarsa prestazione durante l’esecuzione di compiti multipli è ricondotta alla scarsa disponibilità di tale risorsa

P = R/D

• P: Performance

• R: Resources

• D: Demands

• Relazione prestazione/risorse

Norman, Bobrow 1975

Pre

staz

ion

e

Risorse

Data Limited limite oltre il quale ogni allocazione dei risorse aggiuntive non produce miglioramenti

Resource limitedL’allocazione di risorse aggiuntive determina un incremento della prestazione

• Teoria delle risorse multiple (Wickens 1984) l’interferenza è minima quando due compiti richiedonorisorse mentali completamente differenti tra di loro.

Distinzione tra processi automatici/controllati

• Quattro fasi:

- Processo controllato

- Mapping coerente

- Fase di transizione

- Automatizzazione

Le differenze individuali

• Importanza delle conoscenze di base necessarie all’esecuzione dei compiti

Ruolo delle strategie individuali

• Tali strategie determinano la differenza tra carichi di lavoro efficaci e inefficaci

• La distinzione coinvolge più livelli di elaborazione: percezione, attenzione, memoria di lavoro, memoria a lungo termine, selezione ed esecuzione della risposta

Il CLM deve essere necessariamente misurato in modo indiretto

• Valutazioni soggettive: questionari, scale

• Valutazioni comportamentali: tempi di risposta, metodologia del doppio compito

• Valutazioni fisiologiche: livello di attivazione, attività oculare, metabolismo cerebrale

• Il carico di lavoro mentale non può essere stimato direttamente

• Si può stimare il carico di lavoro mentale attraverso la misura di altre variabili ad esso correlate: le valutazioni soggettive, la prestazione, i cambiamenti nella fisiologia dell’operatore

• La stima del carico di lavoro mentale permette di predire l’errore umano.

Misurare il carico di lavoro mentale: Eggemeier et al. (1991)

• Sensibilità

• Capacità diagnostica

• Intrusività

Misure comportamentali

•Misure del compito primario e secondario Le misure della performance nel compito primario sono un mezzo diretto per stimare l’impatto della richiesta

Misure soggettive: la scala Cooper-Harper (1969)

Misure soggettive: NASA-TLX(Hart, Staveland, 1988)

Effetti del contestoFattori di variabilità della prestazione

• In che modo il contesto influenza le valutazioni soggettive del carico di lavoro mentale?

- Illuminazione

- Temperatura

- Rumore

Fattori individuali

- Fatica

- Sonno (assunzione di caffeina)

- Alimentazione

- Variazioni circadiane

Misure fisiologiche

• Un parametro fisiologico non costituisce una misura diretta del carico di lavoro mentale

• L’attività elettrica può essere usata come indice di arousal o di attenzione

• Correlazione tra i parametri di un compito e l’attività elettrica cerebrale

Misure fisiologiche

• Attività oculare

• Attività respiratoria

• Attività cardiovascolare

• Attività elettrica

L’errore umano

• “Il progettista non deve concepire una semplice dicotomia fra errori e comportamento corretto: al contrario, tutta l’interazione uomo-macchina deve essere trattata come una procedura cooperativa fra i due, dove gli equivoci possono nascere da ambo le parti.” (Donald Norman)

L’errore umano

• Un’azione errata è un’azione che fallisce nel produrre un risultato atteso

Cause: Memoria di lavoro / Attenzione

• Controllo cosciente

Individui che si trovano in situazioni nuove ed “inesplorate” apprendono per “prove ed errori”

Il controllo cosciente si basa un feedback continuo centrato sull’errore

Cause: Memoria di lavoro / Attenzione

• Controllo automatico

L’esecuzione ripetuta di una sequenza di azioni nel medesimo contesto (o in contesti simili) comporta il consolidamento della sequenza (schema d’azione) all’interno della MLT.

Gli schemi sono strutture cognitive generiche di ordine superiore riscontrabili in tutti gli aspetti della conoscenza e delle abilità dell’uomo.

L’attivazione di uno schema d’azione comporta l’emissione di una sequenza comportamentale che non necessita di attenzione

L’attenzione ha la funzione di stabilire gli obiettivi e controllare periodicamente le eventuali deviazioni

Classificazioni

• Rasmussen (1983)

- skill-based

- rule-based

- Knowledge based

Tipi di errore

• Livelli di prestazione

- Skill-based

- Rule-based

- Knowledge-based

• Tipi di errore

Slip e lapses

RB mistakes

KB mistakes

L’errore umano

• Gli Errori si dividono in due grosse categorie: slips e mistakes.

• Struttura concettuale GEMS “sistema generico per la riproduzione dell’errore” (generic error modelling system) - all’interno della quale collocare le origini dei tipi d’errore di base commessi dall’uomo.

Slips

• Gli slips sono tipicamente gli errori motori: il mezzo per raggiungere l’obiettivo è chiaro, l’azione viene pianificata correttamente, ma l’esecuzione è sbagliata.

• Gli slips deviano da quelle che sono le intenzioni del momento

Mistakes

• I mistakes consistono nella formulazione di un obiettivo sbagliato

• Le azioni possono essere eseguite in base ad un piano, ma è proprio tale piano ad essere inadeguato per il raggiungimento del risultato desiderato

Errori: classificazione

• Stadio Cognitivo

- Pianificazione

- Esecuzione

- Immagazzinamento

• Tipi di errore

Mistake

Slip

Lapse

Stadi di elaborazione ed errore

Mistakes Lapses Slips

Selezionedi obiettivi e mezzi

Immagazzinamento e recupero dell’informazione

Esecuzione dell’azione

Dominio dellapianificazione

Dominio dell’intenzione

Dominio dell’esecuzione

Tassonomie

• Errori dovuti alla pianificazione

La pianificazione dipende sia dagli obiettivi dell’individuo, sia dalla situazione nella quale si trova. Quando tale situazione non è analizzata in modo proprio, l’azione è sbagliata o inefficace: errori di modalità.

• Il significato di un tasto dipende dalla modalità in cui si trova l’interfaccia (es.: tasti funzione, tasto Tab).

• Problema della struttura logica del compito, ad es., comandi relativi all’azione (verbo-oggetto) vs. comandi relativi all’oggetto su cui compiere l’azione (oggetto-verbo).

• L’errore può anche insorgere a causa dell’intervallo di tempo trascorso tra le due fasi dell’azione.

Tassonomie

• Errori dovuti all’attivazione dello schema

Due fenomeni.

1) Uno schema può essere attivato da alcuni stimoli ed entrare in conflitto con quello appropriato (cattura). Ad esempio, un’abitudine “cattura” il comportamento e si sostituisce al comportamento pianificato. Affinché questo tipo di errore si manifesti, è necessaria la condivisione di parti della situazione o di aspetti del comportamento.

Tassonomie

• Errori dovuti all’attivazione dello schema

Uno schema perde il suo grado di attivazione prima che l’obiettivo sia raggiunto (omissioni, amnesie)

• Errori di post-completamento: la parte più importante del compito termina prima che l’interazione sia completata.

• Ruolo della memoria prospettica e procedurale

Tassonomie

• Errori dovuti alla mancata soddisfazione delle condizioni iniziali

• Uno schema può essere attivato in un momento sbagliato.

• Uno schema può non essere attivato affatto.

• Meccanismi cerebrali dedicati al monitoraggio e alla correzione degli errori.

• Uno schema attivato può essere soppresso anzitempo (es., ritenere di aver detto una cosa solo pensata).

Genotipo & fenotipo dell’azione errata (Hollnagel, 1993)

Rifiuto di inferenze relative ai processi mentali (“genotipo”) alla base degli errori. Bisogna limitare la classificazione al comportamento esterno errato (“fenotipo”).

• La tipologia deve limitarsi agli aspetti temporali, spaziali e sequenziali del comportamento.

• Approccio descrittivo con minori implicazioni teoriche, ma che rinuncia a costrutti potenzialmente utili per l’interpretazione e la predizione degli errori.

L’attendibilità umana

• Human Reliability Assessment valutazione dell’attendibilità della prestazione umana

• Human error identification determinare l’impatto dell’errore umano e delle procedure di recupero del sistema

• Task analysis

• Error reduction analysis

Generic Error-Modelling System

Cognitive Failures Questionnairedi Broadment e coll (1982)

• Strumento d’auto-valutazione composto di 25 item, sviluppato per indagare con quale frequenza si verificano problemi cognitivi nella vita d’ogni giorno.

• Il questionario indaga la frequenza di questi errori in un tempo chiaramente definito, gli ultimi 6 mesi. P

Cognitive Failures Questionnairedi Broadment e coll (1982)

• Le 25 domande del questionario sono state concepite dagli Autori (3) pensando ai possibili errori che tutte le persone possono commettere e che la maggior parte riconosce di aver commesso almeno occasionalmente. Gli eventi presi in considerazioni riguardano tre aree: percezioni, memoria e azioni. Il questionario richiede di indicare con quale frequenza si commettono questi errori, scegliendo la risposta in una scala a 5 punti. Per ogni item è contemplata la risposta “molto spesso” (punteggio 4), “abbastanza spesso” (3), “di quando in quando” (2), “molto raramente” (1), “mai” (0).

Progettare tenendo conto degli errori

1. Comprendere le cause di errore, e minimizzarle (prevenzione)

2. Progettare sistemi tolleranti verso gli errori

3. Rendere ogni azione reversibile, o rendere difficili le azioni irreversibili (undo)

4. Facilitare la scoperta degli errori che comunque accadono , e facilitarne la correzione

5. Cambiare atteggiamento verso l’errore: non giusto/sbagliato , ma approssimazioni verso l’obiettivo

Prevenire gli errori

1. Evitare comportamenti modali

2. Funzioni obbliganti

3. Richieste di conferma

4. Default

5. Principio di coerenza

Tollerare gli errori

• ISO 9241 – 10

Un dialogo è tollerante verso l’errore quando , a dispetto di evidenti errori nell’input, i risultati desiderati possono essere ottenuti senza (o con minime) azioni correttive.”

Trattare gli errori

• ALERT

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Overview: Lezione XII

• L’automazione

• L’usabilità

L’automazione

• Si tratta dell’esecuzione da parte di una macchina di una funzione che era stata precedentemente svolta da un essere umano (Parasuraman, Riley, 1997).

• «Passaggio di consegne» tra l’essere umano e la macchina

• L’automazione non è un processo del tutto o nulla:

Controllo manuale Completa autonomia della macchina

Automazione adattiva: forma di automazione in grado di cambiare dinamicamente le sue modalità operative adeguandosi in tempo reale alle necessità dell’operatore umano.

Funzioni

• Non è automazione quando:

- La funzione è stata sempre svolta dalla macchina

- La funzione è assegnata permanentemente e completamente alla macchina

Esempi

Level of automation, LOA

• In ogni livelli: l’operatore e la macchina cedono o acquisiscono autonomia.

Ogni livello definisce la possibilità di decidere e di agire dell’individuo e della tecnologia

• Sheridan & Verplank 1978 articolazione di livelli indipendente dal contesto applicativo (Microsoft 10!!!)

- LOA 1: decisione dell’operatore

- LOA 2: alternative della macchina

- LOA 3: restringimento delle alternative da parte della macchina

- LOA 4: la macchina suggerisce l’alternativa

- LOA 5: la macchina esegue il suggerimento se l’operatore approva

- LOA 6: la macchina permette il divieto dell’esecuzione automatica

- LOA 7: la macchina esegue automaticamente informando l’operatore successivamente

- LOA 8: la macchina informa l’operatore solo se gli viene richiesto

- LOA 9: la macchina decide di informare l’operatore

- LOA a0: la macchina agisce automaticamente

Stadi dell’elaborazione

• Automazione di più funzioni dentro uno stello sistema…

Limiti

• Tecnologia adeguata

• E’ possibile sostituire le funzioni cognitive?

• L’automazione non sostituisce gli individui, piuttosto cambia la natura delle loro attività. L’operatore è impiegato in compiti di controllo e non più in compiti operativi.

• Uomo = Supervisore

• Egli funge da garanzia per il funzionamento del sistema nelle situazioni di «emergenza».

Costi

• Il risultato dell’automazione deve essere vantaggioso per l’utente.

•Questo però non avviene sempre….

Trust automation!

• Molti successi … pochi fallimenti!

Complacency(Autocompiacimento)

Eccesso di fiducia

• Parasuraman, Molloy & Singh (1993)

Autocompiacimento dell’operatore assunzione ingiustificata che lo stato del sistema sia soddisfacente.

Come si misura?

Falsi allarmi

• MAT

NASA Multi-Attribute Task Battery

• Corretti riconoscimenti

• Mancati riconoscimenti

• Corretto rifiuto

• Falso allarme

L’automazione flessibile

• Costruire macchine tolleranti

• Ciò permette il funzionamento di un sistema in diverse modalità operative

• Esistono sistemi in grado di individuare e correggere i loro errori

Situation awareness (SA)

Automazione adattiva

• L’ Automazione adattiva è una forma specifica di automazione

• Cambia dinamicamente perché si adegua alle necessità dell’operatore (Scerbo et al., 2001).

• Variazioni del carico di lavoro mentale monitoraggio continuo dell’operatore soglia

Misure psicofisiologiche in tempo reale

Costanti temporali

• Ma quali indici sono migliori?

Millisecondi Secondi Minuti e ore Giorni e oltre

L’usabilitàBennett 1979

• Che cos’è?

Ciò che rende un dispositivo conveniente e pratico per l’uso da parte di un utente

Definizione di usabilità

• Facilità di apprendimento

• Sicurezza d’uso

• Soddisfazione delle aspettative

• Utilità

• Gradevolezza

Teorie Cognitive

• La teoria cognitiva fornisce all’ergonomia modelli del funzionamento cognitivo da impiegare per fare previsioni quantitative sul comportamento dell’utente.

• La scienza dell’usabilità (Gillan e Bias, 2001)

Presentare le informazioni:Card Sorting

Interazione e controllo

• GOMS….

- Prospettiva utile per fare predizioni sulla prestazione degli utenti

Metodologia

• Valutare la qualità dell’interazione uomo-tecnologia

Test con utenti

• Test su utenti reali o potenziali in laboratorio

- Interazione di un soggetto con il sistema

- Raccolta di dati comportamentali

- Analisi ed Interpretazione

Autovalutazione

• Misurare l’atteggiamento verso una tecnologia

• Adozione di questionari /natura soggettiva

Questionari di Usabilità

• Quis

• Sumi

• Usability Evaluation

Questionari di Usabilità: Usability EvaluationDi Nocera, Ferlazzo, Renzi 2003

• Maneggevolezza facilità di navigazione

• Soddisfazione giudizio di soddisfazione

• Attrattiva piacevolezza

• Prevedibilità intuitività

Ingegneria dell’usabilità

• Usabilità proprietà dell’interfaccia di un sistema

• Pratica progettuale

• Progettazione – Implementazione – Valutazione

• Da ripetere finché il prodotto non sarà valutato soddisfacente

Mock-up

• Prototipo a basso costo di un prodotto finale

Euristiche

• La progettazione si deve basare su euristicheListe di quel che dovrebbe essere fatto e di cose da evitare

• Nielsen (1994)

Discount usability

• Basso costo

• Può essere applicata già nelle prime fasi di progettazione

Re-Design

Valutazioni automatiche

• Evitare la rigidità

• Scelta dei livelli di soglia

Per concludere: una definizione standard di usabilità

• Efficacia, efficienza e soddisfazione con cui specifici utenti raggiungono obiettivi specifici in particolari contesti d’uso

(ISO DIS 9241)


• Efficacia: la possibilità di eseguire un compito in modo completo e accurato impiegando un determinato prodotto


• Efficienza: la capacità di portare a termine il compito minimizzando il più possibile i costi


• Soddisfazione: Dimensione soggettiva dell’usabilità


• Problemi aperti dipendenza dall’utente che utilizza un dato sistema


• Abusi

• L’esempio della web usabilitymetodi inadeguati e banalizzazione della valutazione dell’usabilità.

- Definizione errata di usabilità

- Uso non corretto della statistica

- Uso improprio delle valutazioni

- Scarsa conoscenza dei limiti

- Valutazione della facilità d’uso sganciata dall’utilità

Documents

L’ Ergonomia Cognitiva - · PDF fileTopics della lezione precedente • Neuroestetica •Breve presentazione dell’ergonomia cognitiva