sistema cognitivo I:conciencia, hábitos y memoria

tomas laurenzo

laboratorio de medios · inco · fing · udelar Interacción persona computadora.

www.fing.edu.uy/inco/cursos/inpercom

Sistema cognitivo• “Model Human Processor”. Card, Moran y Newell (1983)

– tres subsistemas: el perceptual, el motor y el cognitivo (que conecta los anteriores).

– cada subsistema tiene capacidad de procesamiento y memoria (distintos).

– principios de operación

• Nos centramos en tres aspectos del modelo: comunicación (E/S), procesamiento y memoria.

(MIT – OCW)

conciencia, inconsciencia yatenciónBasado en:

Chapter 2: Cognetics and the Locus of Atention

The Humane Interface

Jef Raskin

• Estamos oprimidos por nuestros sirvientes electrónicos. Este libro está dedicado a nuestra liberación.

• "Imagine if every Thursday your shoes exploded if you tied them the usual way. This happens to us all the time with computers, and nobody thinks of complaining.“

• Raskin es el creador de la Macintosh de Apple, el Canon Cat, click-and-drag selection y otros. Acuñó el término (y el concepto) de "information appliances."

Jef Raskin

(1943 – 2005)

Conciencia e inconsciencia

• Los modelos muchas veces no distinguen entre procesos conscientes o inconscientes ni tienen demasiado en cuenta la influencia de la atención.

• Sin embargo son aspectos directamente aplicables a HCI. En particular el que tengamos un solo locus de atención.

• Raskin aborda “el estudio de nuestras habilidades mentales desde un punto de vista aplicable, ingenieril”: ingeniería cognitiva (cognetics).

(MIT – OCW)

Conciencia e inconsciencia • Baars: “one time-honored strategy in science is to

side-step philosphical issues for a time by focusing on empirically decidable ones”– A Cognitive Theory of Consciousness. Bernard J. Baars

• Es necesaria una ergonomía mental.

• Somos mucho más conscientes de los límites físicos que mentales.– 23468238*124872530

• El mal diseño es habitual.

Conciencia e inconsciencia • Existen, igual, varios modelos

– 2500-600 antes de cristo (Hindu)– Paracelso, Von den Krankeiten (~1500)– Shakespeare, Spinoza, Leibniz, Schoepnhauer y Nietzche.– Freud.

• psiconalálisis.• conciencia “perceptual”, pre-consciencia “autónomica” inconsciencia, “lo que

pasa tras bambalinas”• taxonomía vertical.

– Jung. Inconsciente personal y colectivo.– Lacan. Insconsciente lingüístico. El inconsciente se estructura como un lenguaje,

tan complejo como el consciente. • la modernidad como la era donde la humanidad comienza a entender su dependencia del lenguaje

– Controversia (Fromm, Watson, Wittgestein, psicología cognitiva (automatismo), etc.)

• Pero…

Conciencia e inconsciencia • Trabajamos, entonces, con los conceptos más

limitados de “conciencia cognitiva” e “inconsciencia cognitiva” (Kihlstrom)– Quizás sean más adecuados los términos de “conciencia

empírica” e “inconsciencia empírica”.

• Lo importante es entender que poseemos dos conjuntos distintos de habilidades mentales. Conocer sus características resulta fundamental en HCI.

• (Siempre es más fácil entender la C en HCI).

Conciencia e inconsciencia

Proceso mental inconsciente: es aquel proceso mental del cual no estamos enterados mientras ocurre.

Ejemplo de procesos inconscientes: todos aquellos que se han transformado en hábitos. Caminar, leer, escribir, manejar, etc.

Ejemplo de conocimiento inconsciente: la tercera letra de nuestro primer nombre.

Ejemplo de conocimiento inconsciente que se transforma en consciente: la sensación de nuestra ropa.

Conciencia e inconsciencia • Llamamos al lugar donde estaba almacenado la tercer letra de

nuestro nombre, el inconsciente cognitivo.

• Este lugar puede no ser un lugar físico, pero debe de tener una representación física en el cerebro. Podemos trabajar con la idea de mecanismos distintos, donde identificar la letra conlleva un “cambio de estado”.

• Quizás la memoria trabaje con punteros. Quizás no.

• No es importante encontrar otras analogías o descripciones. Sólo necesitamos modelar el hecho de no estar consciente del conocimiento en un momento y consciente de él en otro.

Propiedades de la conciencia cognitiva y de la inconsciencia cognitiva

Décadas (toda la vida)Unos 10 segundosPersiste por

EnormePequeñaCapacidad

HábitosVoluntadControla

SimultáneamenteSecuencialmenteOpera

Lógica o inconsistenciasProp. LógicasAcepta

Tareas sin bifurquesDecisionesPuede manejar

Situac. de rutinaNuevas situacionesUsado en

Repetición

Eventos esperados

Seguridad

Novedad

Emergencias

Peligro

Relacionado con

inconscienciaConcienciaPropiedad

Locus (lugar) de atención

Locus (no focus) de atención: distintivo, característica u objeto (en el mundo físico o en el de las ideas) en el cual se está pensando.

(foco implica volición: “you can focus on a locus”)

Se ve y se percibe mucho más de lo que está en el locus de atención. Ahora percibimos el color del piso, la pared, el tipo de letra de las

transparencias, pero si nos preguntan por ellos, quizás no sepamos qué responder al salir de la clase.

A veces no percibimos un sonido cuando está, pero percibimos cuando éste cesa.

Aquello que va al locus de atención, entra en la memoria de corto plazo.

Hábitos

Cuando se realiza una tarea repetidamente, tiende a ser (cada vez) más fácil su realización (andar en bicicleta, caminar, escribir a máquina).

Cuando algo se vuelve habitual, se lo puede realizar sin pensar en ello. No se pierde control sobre la tarea y se la puede variar, pero muchos detalles quedan ocultos.

Una persona sin hábito de conducir: “tengo que detenerme. Veamos, el motor no tiene que transmitir energía a las ruedas, entonces tengo que apretar el embrague. Luego, tengo que transformar la energía cinética en calor presionando el freno...”

Miguel de Unamuno: “caer en un hábito es comenzar a dejar de ser”

Hábitos y el diseño de interacciónLos hábitos no deben causar problemas a los usuarios.

Se debe diseñar interfaces que: – Tomen en cuenta las características de los hábitos humanos.– Permitan a los usuarios desarrollar hábitos que suavicen el flujo de su

trabajo.Permitir a los usuarios hacer algo de muchas formas puede

hacer que su locus de atención vaya de la tarea a la elección del método.

Los hábitos no se quitan sólo porque lo deseemos

Distintos programas con unas pocas diferencias en sus funcionalidades pueden ser una trampa a nuestros hábitos.

Tareas Simultáneas

• Si una tarea no es automática, requiere de nuestro locus de atención.

• Si se realizan dos tareas no automáticas simultáneamente, entonces se degrada nuestro desempeño en cada una (interferencia).

• Sólo existe verdadera simultaneidad cuando hay tareas automáticas.

• No se puede tener conciencia de más de una tarea a la vez (lo simulamos cambiando el locus).

• Las personas NO pueden evitar el generar hábitos.

Hábito involuntario

Se genera el hábito de apretar Sí

Hábito involuntario

Tratando de evitar la generación de hábitos. (El texto cambia cada vez).

¿problema?

• Problema: Nuestro locus se desplaza hacia la nueva tarea, en lugar de pensar en la corrección de nuestra tarea anterior.

BALANCE

Hábito involuntarioTratando de evitar las consecuencias de la generación de hábitos.

Siempre permitir DESHACER (undo) el comando erróneo.

Singularidad del locus de atención

Sólo prestamos atención a una sola cosa a la vez (sólo somos uno)

Pero un evento sorpresivo nos puede hacer cambiar nuestro locus.

Cuando no hay eventos sorpresivos, se puede entrenar a la persona a recorrer el entorno cada tanto para tener noticia de eventos que de otra forma pasarían desapercibidos. Pero si luego sucede algo inesperado, nos olvidamos de hacer la recorrida prestándole atención al evento particular.

Singularidad (que provocó un accidente aéreo - 1972)

• Luz verde encendida indicaría que el tren de aterrizaje ha bajado.

• Al no encenderse, ponen piloto automático a 2.000 pies de altitud, volando en círculo.

• Los tres miembros de la tripulación se ponen a quitar la lámpara, que a su vez se trancó.

• Accidentalmente desactivaron el piloto automático.

Singularidad (que provocó un accidente aéreo)

• Al estar a 250 pies debajo de la altura asignada, sonó una alarma de 0.5 seg.

• También se encendió un indicador de atención amarillo.

• Luego el copiloto vio que el altímetro estaba a 150 pies y dijo: “¿todavía estamos a 2000 pies, no?”

• Luego se disparó una sirena de baja altitud.• 8 segundos después, el avión caía sin que ningún

tripulante haya atinado a maniobrar.

Conciencia inconsciencia

Ejemplo de conocimiento consciente que se transforma en inconsciente: Supongamos que una bocina interrumpe la clase. Si luego retornamos a la clase, nuestro conocimiento del evento pasa de nuestra conciencia cognitiva a nuestra inconsciencia cognitiva.

Otra vez: esto no pretende explicar cómo funciona el cerebro.

Casos extraños o límites: El nombre de alguien lo tenemos “en la punta de la lengua”, pero en otro momento lo recordamos nítidamente. ¿Será que existen otros estados de la mente que influyen en nuestra percepción y conciencia?

Singularidades que provocan accidentes de tránsito

Extraido de: http://channels.netscape.com/ns/autos/package.jsp?floc=jj_driverdistractions3&name=weather/pm/driverdistractions3

1. (Rubbernecking) Mirar con mucha atención algo (un choque, tráfico): 16 %

2. Fatiga del conductor: 12% 3. Mirar el paisaje o “landmarks”: 10% 4. Distraerse por un niño o un pasajero: 9% 5. Ajustar la radio o cambiar CD o cinta: 7% 6. Teléfono celular: 5% 7. No poner los ojos en la ruta: 4.5% 8. No prestar atención, ir distraído: 4%

Singularidades que provocan accidentes de tránsito

9. Ir comiendo o bebiendo: 4 %

10. Ajustar los controles del vehículo: 4 %

11. Condiciones climáticas: 2 %

12. Desconocida: 2 %

13. Insecto, animal u objeto entrando o golpeando al vehículo: 2 %

14. Documento, libro, mapa, periódico: 2 %

15. Problemas médicos o emocionales: 2 %

Singularidad provoca absorción

• Cuanto más estamos “enfocados” en algo, es más dificil pasar a otro locus de atención.

• Un software puede ser tan complicado que el usuario termina siendo absorbido por él, en lugar de por su trabajo.

• La tarea debe ser el locus de atención del usuario. El sistema debe funcionar bien para cualquier estado de absorción del usuario.

Cuanto más critica la tarea, el usuario está más absorbido por ella. Por tanto:Un mensaje de atención es más probable que NO sea visto cuando es más importante que lo sea

Este es otro motivo para permitir acciones reversible (undo).

Memoria

Memoria humana

• Buffers sensoriales.

• Memoria de corto plazo (memoria de trabajo).

• Memoria de largo plazo.

Memoria• Es evidentemente muy importante:

– Almacena el conocimiento factual– Almacena acciones o procedimientos– Permite repetir acciones, utilizar lenguajes y

utilizar nueva información recibida por los sentidos.

– Otorga la identidad.

• En general se acepta que existen tres tipos de memoria: sensorial (buffers), de corto plazo y de largo plazo.

• Aunque no existe acuerdo en si son sistemas distintos o distintas funciones de un mismo sistema.

• funciones de la memoria– codificación

• recibir, procesar y combinar info

– almacenamiento– recuperación

(MIT – OCW)

Memoria

Memoria sensorial:Icónica

Ecoica

Háptica

atención memoria de corto plazo (o memoria de trabajo)

transferencia y recuperación

memoria de largo plazo

práctica

Atkinson-Shiffrin (1968)

Memoria sensorial

• Actúan como buffers de los distintos estímulos sensoriales.– icónica (visual). Experimento del dedo – la info

se mantiene entre 0.2 y 0.5 segundos. – ecóica (aural). Permite recordar y reproducir

sonidos. Audiolocación.– Háptica (tactil)– etc.

• Estas memorias están siendo constantemente “reescritas” por nuevos estímulos

Memoria sensorial

• La información pasa de la memoria sensorial a la memoria de corto plazo según la atención que se le presta.

• Atención: concentración de la mente en un estímulo en particular. Un locus.

• Dependiendo de factores externos (cocktail party): como el arousal, el nivel de interés o la necesidad.– La información o se pasa hacia la MCP o se pierde.

Memoria de corto plazo (MCP)

• Memoria que actúa como “apuntes de borrador” para el manejo temporal de la información.– Por ejemplo: Para calcular 35x6, utilizamos pasos intermedios (e.g.

5 x 6 + 30 x 6).

– Si leemos una oración larga, precisamos memorizar el principio de la misma.

• Se accede rápidamente (70 ms), pero también decae rápidamente (200, 300 ms).

• Tiene una capacidad limitada (72 digitos)

Memoria de corto plazo

• Experimentos:– Recordar la secuencia 2653976208– Recordar la secuencia 265 397 6208

¿Cuál es más fácil de recordar? ¿Por qué? “– HEC ATR ANU PTH ETR EET

• Patterns, chunks, clusters

– La MCP se ve afectada por interferencia de otra información. Sin embargo, esta interferencia no afecta ítems previamente almacenados.

• Interferencia:– Memorizar varias palabras: se recuerdan mejor las

últimas.

– Si se realiza una acción en medio, no se aprecia este efecto.

• Baddeley: – Se pide al sujeto que recuerde números de seis dígitos y

que, simultáneamente, atienda al procesamiento de frases.

– Luego se le pide que responda preguntas sobre las sentencias.

– Sorpresivamente no hubo interferencia, lo cual indicaría la existencia de varios componentes. El modelo de Baddeley incluye un canal visual, un canal articulatorio y una “unidad central”

Memoria de corto plazo

1968, Atkinson y Shiffrin

1974, Baddeley

Memoria de largo plazo

• Es nuestro recurso principal de información.

• Almacenamos hechos, experiencias, procedimientos de comportamiento, todo lo que sabemos.

• Es de enorme (¿ilimitada?) capacidad.

• Tiempo de acceso de 0.1 s (no varía con el tiempo).

• El olvido es muy lento (si es que sucede).

Memoria de largo plazo

• Memoria explícita o declarativa– hipocampo, cortezas entorrinal y perirrinal.

• Memoria implícita o procedimental– cerebelo y cuerpo estriado.

Memoria de largo plazo

• Memoria episódica:– Memoria de eventos y experiencias en forma

serial.

• Memoria semántica:– Permite acceso a información, relaciones entre

partes de información e inferencia.– Un modelo consiste en considerarla

estructurada como una red (red semántica).

Red semántica (1)

Red semántica (2)

Red semántica (3)

• Existe evidencia experimental que ratifica la viabilidad del modelo.

• Collins & Quillian:– Se mide el tiempo de reacción en preguntas del

tipo “Un Collie respira” o “Los gatos tienen cuatro patas”.

– Se observó que en el primer caso el TR es más largo.

Otros modelos (complementarios) de la memoria de largo plazo

• Las redes semánticas no modelan como recordamos conceptos más complejos.

• Representación basada en Frames o estructuraslos frames extienden las redes semánticas para incluir información estructurada, jerárquica.

Perro

Fijo:Piernas: 4

Default: Dieta: Carnívoro

Sonido: ladrido

Variable: Tamaño:

Color:

Collie

Fijo:Raza de: Perro

Tipo: ovejero

Default: Tamaño: 65cm

Variable: Color:

Otros modelos (complementarios) de la memoria de largo plazo

Los Scripts (guiones) Modelan el conocimiento estereotípico.

Ejemplo:Juan llevó su perro a la consulta. Luego de ver al

veterinario, se fue.

Se lee que:El animal estaba enfermo. El veterinario lo examinó

y le aplicó algún tratamiento. Juan pagó por el tratamiento antes de salir.

Otros modelos (complementarios) de la memoria de largo plazo

Definición del Script:

Condiciones de entrada: Condiciones que deben ser satisfechas por el script a ser activado.

Resultados: Condiciones que deben ser verdaderas luego que el script ha terminado.

Accesorios: Objetos involucrados en los eventos descritos en el script

Roles: Acciones desarrolladas por los participantes.

Escenas: Secuencia de eventos a ocurrir.

Secuencias: Alternativas (otros escenarios)

Otras estructuras de la memoria de largo plazo

Ejemplo de Script:Conidiciones de entrada: Perro enfermo, veterinaria

abierta, dueño con dinero.

Resultados: Perro mejor, dueño más pobre, veterinario más rico.

Accesorios: Mesa de examinación, medicinas, instrumentos

Roles: Vet examina, diagnostica, cura. Dueño lleva el perro, paga, se lleva el perro.

Escenas: Arribo a la recepción, espera, examinación, pago.

Secuencias: Perro necesita medicinas, perro necesita operación

• Identificamos tres actividades principales relacionadas con la memoria:

– Almacenamiento (recordar).

– Olvido.

– Recuperación de información.

Procesos de la memoria de L.P.

Procesos de la memoria de L.P. • Almacenamiento de información

– Repetición (por exposición) se transfiere información de la memoria de corto plazo a la de largo plazo.

– Ebbinghaus: Volumen aprendido es directamente proporcional al tiempo de aprendizaje (total time hypothesis).

– Baddeley: se aprende mejor si el tiempo de aprendizaje se distribuye en el tiempo (distribution of practice effect).

– Información sin sentido o abstracta es más difícil de aprender que si se representan objetos.

– Sentencias son aun más fáciles de memorizar.

– Historias a recordar se adaptan a nuestro conocimiento. Esto es por utilizar la estructuras ya existentes en la memoria, por lo tanto son menos elementos a memorizar.

Procesos de la memoria de L.P. • Olvido: 2 teorías: Decaimiento e Interferencia.

• Decaimiento: La información se puede olvidar.– Ebbinghaus: el decaimiento es logarítmico– Ley de Jost: Si dos trazos de memoria son igualmente

fuertes en un momento dado, prevalece el más viejo.

• Interferencia: nueva información causa la pérdida de la anterior interferencia retroactiva.– Un número telefónico nuevo provoca el olvido del viejo (la

nueva asociación enmascara la anterior).

Procesos de la memoria de L.P. • A veces, la memoria anterior interfiere con la nueva

información inhibición proactiva (e.g. dirigirse a la casa anterior, luego de mudarse)

• El olvido también es afectado por factores emocionales.– Palabras emotivas son más fáciles de recordar en el

largo plazo y difíciles en el corto plazo.– Lo cual concuerda con nuestra experiencia de

memoria selectiva (¿explica esto a la Ley de Murphy?)

• GOD syndrome.

Procesos de la memoria de L.P. • Sin embargo, no existe consenso respecto a si la información

efectivamente se pierde o si simplemente resulta cada vez más difícil recuperarla.

• Parece imposible probar que efectivamente se olvida.

• Existe evidencia de que la información no se “pierde totalmente” de la MLP.– Interferencia proactiva– “Tener algo en la punta de la lengua” demuestra que puede haber

información almacenada pero inaccesible.

• ¿cuál es la relación entre la memoria y el aprendizaje?

Procesos de la memoria de L.P.

• Recuperación de información: – Es necesario distinguir entre dos mecanismos:

• Recuerdo: reproducir algo desde la memoria.

• Reconocimiento: (¿menos complejo?) la presentación de la información provee el conocimiento de que la información ha sido vista antes.

Procesos de la memoria de L.P.

• Podemos apoyar el recuerdo a través del reconocimiento de señales que nos ayuden a acceder a la información en la memoria (método de las maestras).

• Una de las ayudas puede ser el uso de categorías. Algo organizado en categorías es más facil de recordar que lo mismo desorganizado.

• Es más fácil aún cuando se envuelve la información en escenas. Caveat: Los sujetos tienden a visualizar escenas agregando información.

Procesos de la memoria de L.P.

• Recuperación: Otra ayuda es construir una categorización propia en

el proceso de aprendizaje.

Por ejemplo: Construir una historia con “las palabras” a recordar.

Niño, rojo, avión, perro, amigo, frío, árbol, grande, enojado.

Un niño de pelo rojo subió al avión con su perro amigo. Hacía frío y un árbol grande obstruía la pista. El niño estaba enojado.

Procesos de la memoria de L.P.

• ¿Cómo aplicaría estos conceptos para acelerar el aprendizaje de las interfaces?