Título: La iteración persona-ordenador

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Resumen

Capítulo 2: El factor humano

Los seres humanos tienen una amplia gama de capacidades y limitaciones, como puede ser pérdidas de concentración, cambios de carácter, motivación, emociones, prejuicios, miedos, errores y fallos de juicio. Al mismo tiempo, pueden responder rápidamente a estimulos, resolver problemas complejos, coordinar acciones con otras actividades, etc.

En el pasado, los diseñadores no consideraban el factor humano como algo importante, ya que asumían que los usuarios podrían aprender y utilizar los sistemas y aplicaciones sin problemas. Sin embargo, esto suele ser complicado y frustante. Por lo tanto, es importante considerar los aspectos humanos de la informática como el sistema cognitivo que nos ayuda a diseñar interfaces que se ajusten mejor a los modelos cognitivos de las personas.

1. Niveles de explicación de la conducta

La interacción entre las personas y los sistemas informáticos pueden analizarse desde diferentes niveles, en este caso vamos a ver el marco de referencia establecido por CAÑAS Y WAERN.

En el nivel socio-cultural, se estudian temas como la influencia de la tecnología en la sociedad y viceversa. El siguiente nivel se centra en la interacción en tareas de cooperación entre varias personas utilizando sistemas informáticos conocidos como CSCW (Computer-Supported Cooperative Work) que facilitan así el trabajo en equipo.

El tercer nivel se enfoca en la interacción de una persona con un sistema informático y aborda aspectos del sistema cognitivo humano. Un tema fundamental es el de los “Modelos Mentales”, comprendiendo cómo los usuarios adquieren y almacenan en su memoria un modelo del sistema con el que interactúan.

Dentro de los sistemas cognitivos, existen dos componentes importantes que son: sistema perceptivo, que se refiere a las características clave de las interfaces visuales y auditivas; y sistema sensorio-motor.

Todos los aspectos explicados los podemos encontrar en la siguiente tabla:

• Cognición individual y distribuida

Para comprender la interacción entre las personas y los sistemas interactivos, es fundamental emplear la Psicología Cognitiva, que se enfoca en el procesamiento de información humana, ya que proporciona datos y teoría sobre las capacidades y limitaciones cognitivas humanas, incluyendo la percepción, almacenamiento de la información y resolución de problemas

El término de “cognición” se refiere a la adquisición y uso del conocimiento, y podemos distinguir: Cognición Mental o Individual y Cognición Distribuida o Colectiva, esto es fundamental para el diseño de sistemas y así poder ajustarse a las capacidades.

Cognición Individual o Mental

Los modelos cognitivos que explican la interacción entre las personas y los sistemas interactivos siguen el esquema de procesamiento de información de la Psicología Cognitiva.

Un modelo general propuesto por WICKENS considera que el ser gumano tiene un sistema cognitivo con sistema sensoriales para extraer la información del ambiente, luego se analiza, la almacena en la memoria y la recupera para otro uso.

La memoria humana se divide en memoria operativa y memoria a largo plazo donde podemos distinguir: memoria declarativa que almacena hechos y memoria procedimental que almacena cómo realizar tareas. Los procesos atencionales controlan y distribuyen recursos mentales necesarios para procesar la información. Además, existen procesos de decisión que seleccionan respuestas y coordinan acciones motoras. Como podemos ver en el siguiente esquema:

Además, ha identificado siete actividades realizadas por un usuario para interactuar con un sistema que son:

• Establecer un objetivo
  • Formar una intención
  • Especificar secuencias de acciones
  • Ejecutar la acción
  • Percibir el estado del sistema
  • Interpretar el estado
  • Evaluar el estado del sistema con respecto a los objetivos y a las Intenciones

Esto también lo podemos en el siguiente esquema:

Los modelos de interacción humano-ordenador, según HOWES deben considerar cuatro aspectos fundamentales:

• Conducta: los modelos deben explicar y predecir la conducta de los usuarios, así como los datos experimentales obtenidos en las investigaciones. Por ejemplo, los usuarios aprenden de manera más fácil con menús e iconos que con comandos.
  • Conocimiento: es fundamental describir los conocimientos uqe los usuarios deben tener sobre la interfaz y la interacción para predecir su conducta. La propuesta de NEWELL define el conocimiento en términos de objetivos, operadores para lograr esos objetivos y métodos formados por secuencias de operadores.
  • Representación del Conocimiento: el conocimiento esta representado en el sistema y existen varios formalismos propuestos para esta representación, imponiendo restricciones sobre  cómo se adquiere y utiliza dicho conocimiento. Estas restricciones son cruciales para hacer predicciones sobre la conducta.
  • Aprendizaje: los usuarios deben aprender a utilizar la interfaz, por lo que los modelos cognitivos se centran en cómo ocurre este proceso. Es relevante considerar:
    • El tipo de mecanismo cognitivo propuesto para el aprendizaje.
    • El tipo de aprendizaje empleado, como aprendizaje con ejemplos o exploratorio.

Estos aspectos son esenciales para entender cómo los usuarios adquieren habilidades y conocimientos al interactuar con sistemas informáticos.

Cognición Distribuida o Colectiva

En el estudio de la interacción de grupos de personas con sistemas informáticos se aplica el concepto de ‘Cognición Distribuida’, por lo que las personas y los sistemas informáticos son considerados agentes dentro de un sistema común, prestando atención a la transferencia y transformación de información entre esos agentes.

Se estudia la distribución de información entre personas y ordenadores. Se exploran diversas aproximaciones a esta distribución, incluyendo la comunicación en paralelo, la comunicación jerárquica y la coordinación a través de artefactos comunes. Este cambio de enfoque, de considerar la cognición individual a ver al grupo como una unidad cognitiva, ha sido denominado ‘Perspectiva de la Persona Más’ por SALOMON.

HINSZ, TILLDALE y VOLLRATH propusieron un modelo general de procesamiento de información que se puede adaptar para explicar el procesamiento de información distribuida, se centra en entender cómo la información se comparte y se transforma entre las personas y los ordenadores, proporcionando una visión más completa de la interacción en sistemas complejos y altamente organizados.

En el modelo de ‘Cognición Distribuida’, se considera un espacio de trabajo limitado (similar a la Memoria Operativa en modelos individuales) que representa la unión de lo individual y lo compartido en un grupo donde se procesa la información para interpretarla y decidir las acciones a tomar. La interpretación de la información depende del contexto y del conocimiento previo de las personas involucradas en el grupo, algunos de los cuales son comunes, algunos deben ser compartidos explícitamente y otros son personales.

Dentro de este espacio de trabajo, la información externa es seleccionada y transformada mediante procesos atencionales y de codificación, estos son influenciados por el conocimiento previo y los resultados temporales. La codificación y recuperación del conocimiento previo están controladas por los objetivos actuales y continúan hasta que se deriva y ejecuta una acción relevante.

En un grupo, las personas pueden negociar objetivos, comunicar codificaciones y selecciones hasta que se alcanza un objetivo y una interpretación compartida de la situación, que no necesariamente es común para todos. Las acciones pueden ser comunes o distribuidas según la tarea. La información nueva resultante se utiliza en un nuevo ciclo de procesamiento. Este modelo implica un procesamiento secuencial de la información, donde los procesos se repiten hasta que se logra el objetivo, y se puede utilizar para analizar los procesos implicados en el procesamiento de la información en contextos grupales.

• Arquitecturas cognitivas generales

En la Interacción Persona-Ordenador (IPO), los científicos cognitivos se enfrentan al desafío de explicar y predecir el comportamiento humano en tareas difíciles de descomponer en componentes independientes atribuibles a procesos perceptuales, atención, memoria o razonamiento. Por todo esto es difícil separar los componentes cognitivos como memoria o atención.

Siguiendo a NEWELL, se han desarrollado teorías generales que integran diversas estructuras y procesos cognitivos que tienen como objetivo hacer predicciones sobre una amplia gama de comportamientos, reconociendo la complejidad de los procesos cognitivos involucrados.

Arquitecturas Cognitivas relevantes

Las más importantes son: ACT-R, SOAR surgidas de la Ciencia Cognitiva para explicar la conducta humana en cualquier circunstancia y CCT (Cognitive Complexity Theory) surgida de la investigación ergonómica, fue propuesta para explicar la interacción de persona con un ordenador y se puede decir que es una adaptación de SOAR para IPO.

Por lo que SOAR Y CCT han dado lugar a la técnica de análisis de tareas mas importante para la IPO, llamada GOMS.

SOAR

La regla de producción, propuesta por NEWELL y SIMON, constituye la idea central sobre la cual se han construido numerosas arquitecturas teóricas en campos como la Inteligencia Artificial, la Ciencia Cognitiva y la Psicología Cognitiva, basandose en el concepto de reglas de producción, que estos autores demostraron como una descripción adecuada del sistema cognitivo humano y artificial.

Una regla de producción consta de dos partes: una condición y una acción. Si una condición se cumple, entonces el sistema lleva a cabo una acción. La condición puede ser externa o interna al sistema, mientras que la acción puede ser una respuesta motora o una operación mental. Estas reglas están almacenadas en la Memoria a Largo Plazo, y las condiciones son unidades de información almacenadas en la Memoria Operativa, que pueden ser de origen externo o interno.

En el modelo propuesto, la solución de un problema implica pasar de un estado inicial a un estado final deseado en el espacio del problema. Este proceso se logra mediante la aplicación secuencial de reglas de producción, donde cada regla se aplica en un paso y puede conducir a varios posibles estados intermedios. Los conceptos clave utilizados para describir este modelo son:

• Objetivo: una situación deseada a la que se quiere llegar. Existen objetivos organizados en una jerarquía, con objetivos generales en niveles superiores y subobjetivos en niveles inferiores.

• Estado: una estructura de datos que define una situación en el camino hacia el objetivo. Se habla de estado inicial, estados intermedios que son situaciones que surgen al moverse hacia el estado final y estado final (objetivo).

• Operador: una función que transforma un estado en otro. Son acciones resultantes de la aplicación de una regla de producción.

• Espacio del Problema: conjunto de estados y operadores disponibles para alcanzar el objetivo. La complejidad del problema determina las dimensiones

La información entra a través de los canales sensoriales y se almacena temporalmente en la Memoria Operativa (MO), donde contiene datos sobre los objetivos, estados y operadores del problema. La información permanente se almacena en la Memoria a Largo Plazo, también conocida como Memoria de Reconocimiento, que contiene patrones que deben ser reconocidos en la MO para aplicar reglas de producción. SOAR no distingue entre Memoria Declarativa y Memoria Procedimental; toda la información está en las reglas de producción. La Memoria de Preferencias almacena información recuperada de la Memoria a Largo Plazo y es procesada por un proceso de Decisión para determinar qué contenidos de la MO se modifican. Existe también una Memoria de Trazos donde se almacena información temporal.

En cada ciclo de procesamiento, estas reglas se comparan con los contenidos de la Memoria Operativa (MO). Si una regla cumple su condición, es decir, si la MO contiene los datos especificados en la condición de la regla, se coloca la acción correspondiente en la Memoria de Preferencias. Las acciones pueden ser actuaciones directas sobre el ambiente o modificaciones en la MO. Si varias reglas cumplen sus condiciones, se colocan en la Memoria de Preferencias con valores de preferencia. Un Proceso de Decisión elige qué acción llevar a cabo primero basándose en estos valores de preferencia.

Cuando hay situaciones de conflicto en la Memoria de Preferencias y no se puede elegir entre las acciones, se produce un impasse. Esto ocurre cuando el conocimiento en la Memoria Permanente es insuficiente para solucionar el problema. Para superar el impasse, SOAR crea subobjetivos para resolverlo. Analiza las condiciones y acciones que llevaron al impasse y crea nuevas reglas de producción basadas en estas experiencias. Estas nuevas reglas se añaden a la Memoria Permanente para evitar futuros impasses en situaciones similares.

RELACION de SOAR con GOMS

El modelo GOMS, propuesto por Card, Moran y Newell (CAR83), es una técnica de análisis de tareas en la interacción humano-computadora que se basa en la descomposición de las actividades del usuario en términos de:

• Objetivos (Goals): representan las metas del usuario al interactuar con el ordenador. Estos objetivos pueden dividirse en subobjetivos más específicos.
  • Operadores (Operators): son las acciones que el usuario puede llevar a cabo en el sistema.
  • Métodos (Methods): son secuencias de subobjetivos y operadores que el usuario aprende para lograr un objetivo específico.
  • Reglas de selección (Selection rules): son reglas que determinan la secuencia más adecuada de subobjetivos y operadores cuando existen múltiples opciones para alcanzar un objetivo. Estas reglas ayudan a seleccionar el camino más eficiente para realizar una tarea.

GOMS se utiliza para analizar la estructura y la complejidad de las tareas de los usuarios, permitiendo una comprensión detallada de las acciones que los usuarios llevan a cabo durante la interacción con sistemas informáticos. Es especialmente útil para diseñar interfaces de usuario intuitivas y eficientes al identificar posibles cuellos de botella y áreas de mejora en el trabajo del usuario.

• Sensación: los canales de entrada

En la interacción entre las personas y las computadoras, se produce un intercambio de información en el que el ordenador presenta datos en un formato específico que la persona debe captar a través de sus sentidos para su procesamiento. De manera similar, la persona transmite información al ordenador a través de sus sistemas de entrada.

Hasta hace poco, las interfaces se centraban principalmente en los formatos visuales y, en menor medida, en los formatos auditivos. El sentido visual ha sido el más explorado en Interacción Persona-Ordenador (IPO), seguido por el sentido auditivo. Sin embargo, recientemente, se han comenzado a diseñar interfaces que presentan información en otros formatos físicos.

Sistema visual

La visión es el proceso mediante el cual obtenemos información a partir de la energía electromagnética que llega a los ojos. Lo que percibimos visualmente es la luz, que es la porción del espectro electromagnético detectada.

Para que sea posible la recepción física de los estímulos visuales, son necesarias diversas estructuras anatómicas en el ojo. La primera capa que atraviesa la luz en su camino es la córnea, que es una capa transparente que se continúa con la esclerótica lateralmente. Después nos encontramos con la cámara anterior, que está entre la córnea y el cristalino y contiene un líquido transparente llamado humor vítreo.

En el proceso visual, la pupila, que es un agujero, regula la cantidad de luz que entra al ojo cambiando de tamaño. La luz luego pasa a través del cristalino o lente, cuya curvatura puede variar mediante los músculos ciliares, permitiendo que enfoquemos objetos a diferentes distancias, un fenómeno conocido como acomodación.

Finalmente, después de atravesar el humor vítreo, un fluido transparente que ocupa la mayor parte del volumen del ojo, las radiaciones luminosas llegan a la retina. En la retina, las células especializadas realizan la transducción, convirtiendo las imágenes en señales nerviosas en respuesta a la luz. Es importante destacar que las imágenes se forman de manera invertida en la retina, aunque el cerebro las interpreta correctamente.

En la retina, existen dos puntos cruciales: la fóvea, que es el punto de máxima visión, y el punto ciego, un área donde no hay visión debido a la salida del nervio óptico. El campo visual de un individuo se divide en dos partes: el semicampo visual izquierdo y el derecho. Los objetos del semicampo visual izquierdo se proyectan sobre las hemirretinas derechas, mientras que los del semicampo visual derecho se proyectan sobre las hemirretinas izquierdas. Existe una zona binocular en el centro donde los objetos se proyectan en ambos ojos. Además, hay dos zonas monoculares en los extremos del campo visual, donde los objetos se proyectan solo en un ojo, y estos se proyectarán del lado ipsilateral al ojo correspondiente. La presencia de zonas monoculares se debe a la ubicación de los ojos a los lados de la cabeza.

¿Cuáles son los aspectos del sistema visual que nos interesan desde el punto de vista de la IPO?

En psicología, se hace una distinción entre sensación y percepción. La sensación se refiere a la captación del estímulo físico y su transformación en impulso nervioso, mientras que la percepción implica asignar significado al estímulo que ha entrado en nuestro sistema cognitivo. Se habla de “percepción de formas” en lugar de “sensación de formas”.

En el sistema visual a nivel sensorio-motor, nos enfocaremos en dos temas fundamentales: el color y la iluminación. Estos temas se refieren a la cantidad y calidad de la luz que llega a la retina. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la distinción entre sensación y percepción es más didáctica que real, ya que están intrínsecamente relacionadas.

• Color: la percepción de los colores está relacionada con cómo la luz llega a la retina y es codificada por los fotorreceptores presentes en ella. La retina humana tiene dos tipos de fotorreceptores: los conos que son los responsables de la visión diurna y permiten realizar tareas visuales detalladas y los bastones que median la visión nocturna y son extremadamente sensibles a la luz, aunque menos precisos.

Existen tres tipos de conos con pigmentos sensibles a diferentes longitudes de onda.

Sin embargo, hay fenómenos visuales que esta teoría no puede explicar, como el Posefecto del color, donde se observan imágenes complementarias después de mirar una luz brillante durante un tiempo y luego retirarla. Para explicar este fenómeno, se propone el sistema de los procesos oponentes, que incluye tres sistemas de procesos:

• Rojo-Verde: responde a longitudes de onda medias y puede percibirse como verde o rojo dependiendo de la longitud de onda.
  • Azul-Amarillo: responde a longitudes de onda cortas y largas, percibiéndose como azul o amarillo.
  • Acromático: responde a la cantidad de luz reflejada y determina los niveles de claridad (claro-oscuro) que percibimos.

La Teoría de los Procesos Oponentes explica los Posefectos del color, donde mirar fijamente un color durante un tiempo agota e inhibe el sistema de ese color, lo que permite que se vea el color opuesto. Esta teoría tiene implicaciones importantes para la Interacción Persona-Ordenador (IPO). Se deben evitar combinaciones de colores opuestos en pantallas, especialmente en pantallas activas como las de las VDT (visual display terminal), para evitar los efectos negativos de los Posefectos del color, como la desaparición de letras en la pantalla o la sensación de vibración en los colores.

La investigación psicológica ha proporcionado pautas para la selección de colores en las interfaces. En cuanto a los términos relacionados con el color, se utilizan tres componentes para describirlos: matiz se refiere a la longitud de onda percibida, que varía de violeta a rojo, saturación mide cuánto contiene la luz otras longitudes de onda además de la del color puro y luminosidad se relaciona con la reflectancia aparente de un color, desde oscuro (negro) hasta claro (blanco), con diferentes tonos intermedios.

• Iluminación: en el diseño de interfaces, es crucial comprender la intensidad de la energía luminosa que llega a nuestras retinas, ya que afecta la percepción visual de los usuarios Además de la longitud de onda, la duración de la exposición al estímulo también influye en la percepción de la intensidad luminosa.

La Ley de BROCH describe la interacción entre la duración y la intensidad del estímulo visual: para presentaciones muy breves.

Otros factores que afectan nuestra percepción de la energía luminosa incluyen el área retiniana cubierta por el estímulo y la cantidad de luz que entra por el centro de la pupila.

Aunque el diseñador de interfaces no tiene control directo sobre el entorno luminoso del usuario, es importante tener en cuenta el ambiente de trabajo y el puesto de trabajo del usuario. Se deben proporcionar descansos visuales, permitiendo que los usuarios cambien frecuentemente su distancia focal y proporcionando objetos visuales complejos como descanso cuando no están mirando la pantalla. Además, alinear las pantallas correctamente en relación con las fuentes de luz, utilizar vídeo inverso para minimizar los destellos y aplicar filtros son algunas de las prácticas recomendadas para optimizar la experiencia visual del usuario en las interfaces.

Sistema auditivo

El sentido del oído es fundamental para la comunicación humana y desempeña un papel central en las interacciones sociales y la transmisión del conocimiento. En el contexto de la Interacción Persona-Ordenador (IPO), el sentido auditivo es esencial para el estudio de interfaces auditivas y multimodales, donde se combinan el sonido y la imagen para transmitir información. Además, en IPO, se exploran aspectos relacionados con la memoria a corto plazo vinculada al sentido auditivo. Los sonidos se caracterizan por:

• Frecuencia: Número de ciclos que una onda sonora completa en un segundo, relacionado con la experiencia psicológica del tono.
  • Amplitud: Máxima ampliación respecto a la presión normal, relacionada con la experiencia psicológica del volumen del sonido.
  • Ángulo de fase: Posición del cambio de presión mientras se mueve durante un ciclo completo, indicando la posición en grados de cada fase del ciclo.

El proceso de transducción es crucial para convertir la energía física del sonido en información que pueda ser procesada por las neuronas. Este proceso se lleva a cabo en regiones anatómicas específicas del oído humano.

Oído Externo:

El oído externo, también conocido como pabellón auditivo u oreja, es esencial para aumentar ligeramente la amplitud del sonido y ayudar a determinar la dirección de la que proviene el sonido. Incluye estructuras como el conducto auditivo externo, que protege el tímpano y actúa como un tubo de resonancia, amplificando las frecuencias. El tímpano, una membrana que vibra en respuesta a las ondas sonoras, es la estructura más importante del oído externo.

Oído Medio:

El oído medio consta de tres huesecillos: martillo, yunque y estribo. Estos huesos son cruciales para resolver el problema de “desigualdad de impedancia”, que surge debido al cambio de medio de transmisión de las ondas en el oído interno, donde se encuentra líquido. Los huesecillos actúan como palancas para transmitir la fuerza de las partículas en el aire al estribo, que llega a la ventana oval de la cóclea. Además, en el oído medio hay músculos que se contraen en respuesta a sonidos fuertes y la trompa de Eustaquio, que iguala la presión de aire en el sistema auditivo.

Oído Interno:

El oído interno está formado por los canales semicirculares y la cóclea. La cóclea, a pesar de ser pequeña, es esencial para la audición. Contiene receptores para estímulos auditivos y funciona como un conductor inercial tridimensional, un amplificador acústico y un analizador de frecuencias. La cóclea está llena de líquido y tiene tres canales: la rampa vestibular, la rampa timpánica y el conducto coclear. Cuando el estribo vibra, la presión del líquido en la cóclea cambia, lo que estimula los receptores auditivos en el órgano de Corti. Este órgano transduce la energía de presión de las ondas sonoras en señales eléctricas y químicas que se transmiten a las vías auditivas superiores.

Altura Tonal y Fenómenos Relacionados:

La percepción de la frecuencia de un sonido es fundamental para nuestra experiencia auditiva. Dos teorías explican cómo el oído registra la información de frecuencia: la teoría del lugar, que sugiere que diferentes frecuencias hacen vibrar lugares específicos en la membrana basilar, y la teoría de la frecuencia, que sostiene que la frecuencia de vibración en la membrana basilar coincide con la frecuencia de la onda sonora. La altura tonal depende de la frecuencia, la duración, la amplitud, tonos previos y el estado de alerta del oyente.

Volumen:

El volumen está determinado por la amplitud de la altura tonal, aunque también depende de factores como la duración, los ruidos de fondo y las características del oyente. La relación entre amplitud y volumen no es perfecta y puede variar según la frecuencia del sonido.

Localización Auditiva:

Podemos localizar objetos en el espacio basándonos en los sonidos que producen. La dirección y distancia de un sonido se determinan a través de pistas como las diferencias de tiempo interaural y de intensidad interaural. Además, los movimientos de la cabeza y el cuerpo, junto con las características de los conductos auditivos, ayudan a resolver las ambigüedades en la localización auditiva.

Sonidos Simultáneos:

La combinación de dos tonos produce diferentes sonidos, como pulsaciones, ruidos o dos tonos distintos, dependiendo de la diferencia de frecuencia entre los tonos. Un tono puede enmascarar a otro en ciertas combinaciones, según sus frecuencias y amplitudes relativas. La fatiga auditiva puede ocurrir debido a la exposición continua a ciertos tonos y puede provocar cambios temporales o permanentes en el umbral perceptivo. La contaminación acústica es un problema importante, y sus efectos pueden reducirse mediante la disminución de la exposición a ruidos fuertes, el uso de protectores para los oídos o modificaciones en el origen del ruido.

El tacto

El sentido del tacto es fundamental en la Interacción Persona-Ordenador (IPO) por dos razones principales. En primer lugar, se está convirtiendo en un canal sensitivo importante en el diseño de sistemas de Realidad Virtual. El tacto activo, o percepción táctil, es esencial para comprender las propiedades de los objetos al explorarlos activamente. En segundo lugar, el sistema táctil es crucial para personas con discapacidades visuales o auditivas, siendo los diseños de interfaces táctiles un desarrollo de sistemas alternativos de comunicación.

La piel es el sistema sensorial más grande del cuerpo humano, con una variedad de receptores, incluyendo termoreceptores para la temperatura, nociceptores para el dolor y mecanorreceptores para la presión. El tacto también implica la sensación producida por la deformación de la piel al tocar un objeto. Los estudios del tacto pasivo han revelado que los umbrales de percepción varían según el género y la parte del cuerpo, con regiones corporales más grandes en la corteza cerebral siendo más sensibles.

Sistema cenestésico y vestibular

El sistema cenestésico y vestibular son dos sentidos somáticos que proporcionan información sobre el movimiento y la conservación de la postura erguida, y son importantes en la Interacción Persona-Ordenador (IPO), especialmente en el diseño de sistemas de Realidad Virtual.

Sentido cenestésico:

El sentido cenestésico incluye sensaciones que provienen de la posición y movimiento de las partes corporales. El sistema nervioso central obtiene información sobre la posición y movimiento corporal a través de las órdenes enviadas a los músculos y la información de los receptores sensoriales adecuados. Los receptores cenestésicos se encuentran en ligamentos y articulaciones, y envían información sobre la longitud del músculo, la tensión en el tendón, la presión ejercida sobre los músculos y el dolor asociado al esfuerzo prolongado o calambres musculares.

Sentido vestibular:

El sentido vestibular proporciona información sobre la orientación, movimiento y aceleración del cuerpo. Su función incluye el equilibrio, el mantenimiento de la cabeza en posición erguida y el ajuste de los movimientos oculares para compensar los movimientos de la cabeza. Los receptores del sistema vestibular se encuentran en los canales semicirculares del oído interno y responden a la fuerza de la gravedad y la aceleración angular. También responden a los cambios de posición y la aceleración lineal, aunque de manera más débil.

Sistema olfativo

El sentido del olfato está siendo explorado en el contexto de la Interacción Persona-Ordenador (IPO) debido a las posibilidades que ofrece para crear experiencias virtuales más inmersivas y realistas donde las conexiones directas del olfato con el sistema límbico pueden influir en las emociones del usuario. Sin embargo, las investigaciones en este sentido son limitadas debido a las dificultades que presenta su implementación en el diseño de interfaces.

• Percepción

En psicología, la sensación se refiere al proceso de captar estímulos físicos del ambiente y convertirlos en estímulos nerviosos que viajan a través de los canales sensoriales hacia el sistema nervioso central.

Por otro lado, la percepción se refiere al proceso mediante el cual asignamos significado a los estímulos captados por nuestros sistemas sensoriales, transformando la información en objetos con colores y formas. Comienza cuando las células receptoras captan información y las vías sensoriales conectan estos receptores periféricos con las estructuras centrales de procesamiento en el cerebro. Existe un procesamiento en paralelo de la información sensorial, esencial para la formación de nuestras percepciones del ambiente. El cerebro no registra simplemente el mundo externo como un fotógrafo tridimensional; en cambio, construye una representación interna de los eventos físicos externos después de analizar sus componentes previamente. Estos procesos son fundamentales para nuestra comprensión y experiencia del mundo que nos rodea.

Organización perceptual de objetos y escenas

Para el diseño de interfaces, la distribución de los elementos es una decisión fundamental que los diseñadores deben tomar. Muchas veces, esta decisión se guía por la intuición del diseñador o restricciones de espacio en la pantalla. Sin embargo, actualmente existe mucha información sobre los procesos psicológicos que subyacen en la percepción organizada de las escenas, proporcionando a los diseñadores las herramientas necesarias para tomar decisiones informadas sobre la distribución de objetos en una interfaz.

La organización perceptual juega un papel fundamental en cómo percibimos y como entendemos las interfaces visuales. Este fenómeno ha llevado al estudio de las Leyes de la Agrupación, es decir, los principios que rigen la organización visual de los elementos en grupos coherentes.

PALMER Y ROCK proponen un modelo teórico de la organización perceptual que se basa en varios procesos. El primero es la detección de bordes que implica identificar los cambios en la luminancia de la imagen para obtener un mapa de bordes de 1D. A continuación, el proceso de formación de regiones agrupa áreas similares en la imagen y separa las atrás que son mas diferentes del resto.

Esto se puede resumir con la siguiente imagen:

El siguiente paso implica la diferenciación entre la figura y el fondo de imagen. Investigaciones clásicas que utilizaron organizaciones ambiguas de figura/fondo han revelado que las personas tienden a percibir solo uno de los lados como un objeto significativo, mientras que el otro (fondo) ni siquiera es recordado, lo que sugiere que deja de ser procesado tempranamente.

Además, se han establecido principios que determinan esta distinción, incluyendo que la figura está delimitada por el fondo, es de tamaño más reducido, está orientada vertical u horizontalmente, tiene mayor contraste, es simétrica y puede tener formas convexas o paralelas. La convergencia de estos principios determina el patrón de imagen en el que se distingue claramente entre la figura y el resto de la escena. Estos principios son fundamentales para entender cómo nuestro cerebro organiza y percibe los elementos visuales en una interfaz.

os procesos de división se encargan de diferenciar las diversas partes de una figura, estableciendo mayor coherencia en la organización de la escena. Los puntos de concavidad profunda, donde el contorno se retrae bruscamente hacia el interior, son analizados para determinar la división de las partes de la figura.

Por otro lado, los principios de agrupación son reglas que determinan cómo varios elementos de la escena se perciben conjuntamente:

• Proximidad: Si dos objetos están cerca el uno del otro y alejados de los otros, tienden a ser percibidos conjuntamente.
  • Similitud: Los objetos que comparten alguna característica perceptual, tienden a ser percibidos conjuntamente.
  • Destino común: Los elementos que se mueven en la misma dirección se percibirán agrupados.
  • Buena continuación: Los elementos que pueden ser vistos como buenas continuaciones del otro tienden a ser percibidos como conjuntamente.
  • Cierre: Los elementos que forman una figura cerrada tienden a ser percibidos como agrupados.
  • Sincronía: Los elementos visuales que ocurren al mismo tiempo tienden a ser vistos como un conjunto.
  • Región común: Los objetos colocados dentro de una misma región cerrada se percibirán agrupados.
  • Conexión entre elementos: Objetos que están conectados por otros elementos tienden a ser agrupados conjuntamente.

Los principios de agrupación son fundamentales en el proceso de organización perceptual y son crucialmente importantes en el diseño de interfaces. Estos principios pueden ser aprovechados para mejorar la comprensión del usuario y facilitar la interacción.

Es importante tener cuidado al utilizar múltiples principios de agrupación de forma conjunta. En general, cuantos más principios se apliquen coherentemente en una agrupación específica, más fácil será para el usuario percibirla. Sin embargo, si varios principios operan de manera opuesta, los resultados deben ser analizados cuidadosamente. Por ejemplo, si varios elementos están organizados por proximidad, pero al mismo tiempo se aplican principios de conectividad, la agrupación visual puede volverse confusa y contradictoria. Por lo tanto, es esencial encontrar un equilibrio adecuado al utilizar estos principios en el diseño de interfaces para garantizar una experiencia de usuario clara y coherente.

            Organización perceptual y la tarea del usuario

La organización perceptual de los elementos en una interfaz debe estar alineada con la forma en que los usuarios interactúan con la información y llevan a cabo las tareas para garantizar una experiencia de usuario eficiente y coherente.

            Percepción de la Profundidad

La percepción de la profundidad se ha vuelto un tema relevante en el campo de la Interacción Persona-Ordenador (IPO) con el auge de la realidad virtual y los entornos 3D. En estos sistemas, se busca crear una sensación de realismo para el usuario, lo que implica la necesidad de implementar la perspectiva en entornos que tradicionalmente han sido 2D. Aunque se trata de imágenes planas, la percepción de la profundidad se produce a partir del análisis de la imagen retiniana, que es bidimensional en sí misma. Por lo tanto, deben existir claves dentro de la imagen 2D que informen sobre la profundidad de la escena. Las claves más importantes para percibir la profundidad son:

• Gradiente de textura: se refiere a la frecuencia con la que se alternan las proyecciones de los elementos sobre la superficie de la escena, y aumenta a medida que los objetos se alejan en la imagen. Es importante se mantiene constante cuando la persona está en movimiento, lo que la convierte en una pista visual confiable para percibir la profundidad mientras el usuario se desplaza sobre una superficie en un entorno virtual.
  • Superposición: los objetos más próximos cubren a los más lejanos
  • Tamaño relativo: dos objetos similares, el más grande suele estar más próximo al observador.
  • Altura relativa: os elementos situados a mayor altura suelen percibirse como más lejanos.
  • Perspectiva aérea: cuanto más alejado esté un objeto, se percibirá más borroso y azulado, debido entre otras causas a la existencia de mayor número de partículas en el aire entre el objeto y el observador.
  • Tamaño familiar: si se conoce el tamaño de los objetos, ante una escena en la que se vean a todos del mismo tamaño se percibirá al mas pequeño como más cercano
  • Perspectiva lineal: líneas paralelas reales o imaginarias convergen a medida que se distancian del observador.

También existen claves de profundidad ofrecidas por el sistema visual humano, estas son:

• Disparidad binocular: debido a la separación entre los dos ojos, recibimos simultáneamente dos imágenes ligeramente diferentes de un objeto en el mundo. Estas diferencias son procesadas conjuntamente en el cerebro debido a los puntos retinianos correspondientes: ubicaciones en cada retina que se solaparían si ambos ojos se interpusieran entre el objeto y la vista. Esta diferencia en la estimulación de ambas retinas se ha utilizado en la implementación de sistemas tradicionales de visión 3D, ya que se proyectan imágenes ligeramente diferentes en cada retina (simulando la visión real) mediante técnicas como el uso de gafas 3D con filtros adecuados, aprovechando esto para crear la sensación de profundidad en las imágenes visualizadas.
  • Paralaje de movimiento: cuando la persona está en movimiento, los objetos más próximos pasan más rápido por el campo visual que los más lejanos, esto ocurre debido al cambio en la posición retiniana de los objetos
  • Acomodación: se produce a partir de la actividad de los músculos del sistema visual. Consiste en el progresivo aplanamiento de las lentes del ojo a medida que el objeto percibe que esta más alejado.
  • Convergencia: se produce a partir de la actividad de los músculos del sistema visual. Se refiere al hecho de que a medida que un objeto se acerca al observador los ojos rotan hacia dentro.

Percepción y reconocimiento de objetos

Es un tema fundamental para la implementación de sistemas de realidad virtual,  ya que comprender cómo el sistema cognitivo reconoce objetos es crucial para el diseño de objetos que sean fácilmente identificables por los usuarios.

La identificación de objetos es un proceso complejo debido a que la imagen del objeto proyectada sobre la retina cambia constantemente con el movimiento del observador o del propio objeto. Además, a menudo no es completa debido a elementos intermedios que pueden ocultar partes del objeto que se intenta reconocer. Por esta razón, el sistema perceptivo utiliza dos vías para acceder a las unidades de reconocimiento, donde se almacena la información sobre el objeto:

• Representación centrada en la persona: describe lo que rodea al observador desde su punto de vista. Se basa en el análisis de los “geones”, que son las unidades volumétricas básicas en las que se componen los objetos, algunas de sus características son:
  • Son unidades de volumen o profundidad
  • Resultan de la rotación de uno o mas contornos alrededor del eje espacial
  • Pueden describirse según una serie de características no accidentales similares a los contornos que el objeto proyecta en la imagen.

Las características no accidentales de los geones son propiedades estructurales que mantienen una relación casi invariante con respecto a la representación retiniana de un objeto, estas son claves para el reconocimiento confiable de objetos, algunas de ellas son:

• Rectitud-Curvatura:
  • Coterminación-No coterminación
  • Forma de la coterminación: implica tres contornos que confluyen en un punto.
  • Proyección Paralela

Estas características proporcionan pistas visuales consistentes y estables que el sistema perceptivo utiliza para identificar y reconocer objetos de manera eficiente. La relación casi invariante entre estas características y la representación retiniana permite que el sistema cognitivo identifique objetos

• Representación centrada en el objeto: Es una descripción de los elementos de la escena independiente de las condiciones de observación. Los geones se alinean respecto al eje principal del objeto, conocido como eje de elongación, lo que facilita la comparación de la similitud entre geones iguales orientados en diferentes direcciones.

Percepción y acceso al conocimiento

Conocimiento a través de imágenes: el uso de iconos.

Para garantizar la efectividad de los iconos en contextos informáticos, se han establecido algunas recomendaciones:

• Minimizar la diferencia entre el objeto real y su representación: la diferencia entre el objeto real y su representación icónica debe ser mínima para facilitar la interpretación.
  • Consistencia en la posición de los iconos: los iconos deben presentarse en la misma posición a lo largo de todas las pantallas, facilitando el aprendizaje de su uso a través de la navegación por diferentes pantallas y puede reducir los tiempos de identificación, especialmente para iconos claramente diferenciados de su objeto real.
  • Facilidad de discriminación: los iconos deben ser fácilmente distinguibles del resto, es decir, deben ser perceptibles sin dificultad y diferenciarse claramente de otros iconos.
  • Evitar interpretaciones múltiples: los iconos no deben tener varias interpretaciones posibles, por lo que se debe evitar que un icono pueda entenderse de diferentes maneras, ya que esto puede llevar a confusiones.

En casos de representaciones más complejas, es aconsejable utilizar tanto iconos como texto, ya que esta combinación puede proporcionar una comprensión más clara para los usuarios.

Conocimiento de la función de los objetos: las Affordances

Cuando se diseña una interfaz, es muy importante que los usuarios comprendan la función de cada uno de los elementos. Tradicionalmente, se ha pensado que los usuarios deducen la función de un objeto a través de una inferencia: primero reconocen el objeto, luego lo categorizan y, finalmente, acceden al conocimiento de su función.

Sin embargo, existe otra forma más rápida de acceder a la información sobre la función de un elemento, conocida como “affordances”, que son las funciones de un objeto que el observador percibe directamente a partir de su apariencia visual, para que sean efectivas deben cumplir los siguientes requisitos:

• Forma funcional: la forma del objeto debe corresponder con su función.
  • Visibilidad
  • Acción coherente
  • Relatividad del observador: pueden tener interpretaciones diferentes para diferentes personas, y esto puede utilizarse para crear estándares de affordances homogéneos para ciertos objetos.

Cumpliendo estos requisitos se vuelven más efectivas y ayudan a los usuarios a comprender intuitivamente la función de los objetos en una interfaz.

• Memoria

La memoria se divide en una serie de sistemas, cada uno con diferentes funciones, por lo que distinguimos:

• Memoria sensorial: son almacenes temporales de información proveniente de los sentidos, prolongando la duración de la estimulación para facilitar su procesamiento en la Memoria Operativa. Los almacenes más estudiados son los de la vista y el oído.

El almacén icónico se encarga de la información visual, manteniendo una representación isomórfica de la realidad física.

El almacén ecoico retiene estímulos auditivos hasta que el receptor tenga suficiente información para procesarla en la Memoria Operativa.

• Memoria operativa: también conocida como memoria a corto plazo, es el sistema en el que los usuarios manipulan la información con la que interactúan en su entorno. Es más duradera que la almacenada en las memorias sensoriales.

Esta limitación de capacidad se manifiesta en los efectos de primacía y recencia, donde las personas tienden a recordar más fácilmente los elementos presentados al principio y al final de una lista, pero no los intermedios.

Se compone de varios subsistemas:

• Ejecutivo Central: coordina los recursos del sistema y distribuye la información a los almacenes especializados.
  • Lazo Articulatorio: encargado de la información verbal hablada y su mantenimiento activo.
  • Agenda Visoespacial: maneja la información espacial y visual.
  • Memoria a Largo Plazo (MLP): es el almacén de información en el que se guardan recuerdos vividos, conocimiento sobre el mundo, imágenes, conceptos, estrategias de actuación, entre otros. Tiene una capacidad ilimitada o desconocida y se considera la “base de datos” en la que se almacena la información a través de la Memoria Operativa para su uso futuro.
    • Memoria Procedimental: almacena información sobre procedimientos y estrategias que permiten interactuar con el entorno de manera automática e inconsciente, y es difícil de verbalizar.

Se considera un sistema de ejecución implicado en el aprendizaje de habilidades que no están representadas como información explícita sobre el mundo, sino que se activan de manera automática como una secuencia de pautas de actuación en respuesta a las demandas de una tarea, donde se incluyen: repertorios motores y estrategias cognitivas. El aprendizaje de estas habilidades ocurre gradualmente a través de instrucciones explícitas o por imitación, y su adquisición depende del tiempo dedicado a practicar y del tipo de entrenamiento.

La información se organiza en reglas de producción, que establecen condiciones y acciones. Las condiciones pueden ser estímulos externos o representaciones de ellos en la memoria operativa, y las acciones implican modificaciones en la información en la memoria operativa o en el entorno.

Es fundamental en el desarrollo de reglas que permiten una ejecución eficiente en tareas específicas. En el contexto de la Interacción Persona-Ordenador (IPO), es relevante para modelos como SOAR y el método GOMS, que basan el aprendizaje de habilidades de interacción en la adquisición y almacenamiento de reglas de producción en la Memoria Procedimental.

• Memoria Declarativa: almacena información sobre hechos y eventos que pueden ser verbalizados y expresados conscientemente. Distinguimos entre:
  • Memoria Episódica: comprende información sobre el conocimiento del mundo y las experiencias personales de cada individuo, es decir, representa eventos o sucesos que reflejan detalles específicos de situaciones vividas, no solo su significado. La organización de los contenidos sigue parámetros espacio-temporales, es decir, los eventos recordados se relacionan con momentos y lugares específicos en los que ocurrieron. Son aquellos que han sido codificados de manera explícita
  • Memoria Semántica: comprende información sobre conocimientos generales extrapolados de experiencias vividas, es decir, un almacén de conocimientos sobre los significados de las palabras y las relaciones entre estos significados. En este caso, se sigue una pauta conceptual, donde las relaciones entre los conceptos se organizan en función de su significado. Tiene una capacidad inferencial y puede manejar y generar nueva información que nunca se haya aprendido de manera explícita, pero que está implícita en sus contenidos

Esta distinción permite estudiar cómo los programadores pueden usar códigos de otros programas al escribir uno nuevo. Por un lado, tienen información semántica sobre lenguajes de programación, como algoritmos o conceptos asociados al lenguaje que están utilizando (Memoria Semántica). Al mismo tiempo, poseen conocimiento vinculado a situaciones anteriores en las que tuvieron que resolver problemas similares (Memoria Episódica).

• Representación del conocimiento

En psicología, el término “conocimiento” se refiere a la información almacenada en nuestro sistema cognitivo a través de la interacción con el mundo. Aunque es importante destacar que los términos “información” y “conocimiento” no son sinónimos. La información se refiere al mundo externo al sistema cognitivo que es procesado por nuestros sentidos, mientras que el conocimiento es la información que ha sido procesada y almacenada internamente.

Entre las diversas estructuras propuestas e investigadas que ayudan a entender cómo procesamos y almacenamos la información, las más importantes para la Interacción Persona-Ordenador (IPO), distinguimos:

• Modelos mentales: es una representación conceptual del sistema que incluye su estructura y su funcionamiento.
  • Redes semánticas: son un tipo de representación mental de nuestro conocimiento a largo plazo, en las cuales las unidades de conocimiento están representadas en nodos conectados por vínculos que expresan las relaciones semánticas entre ellas. La estructura puede variar dependiendo del tipo de conocimiento que se esté representando. Esta organización mental de los conceptos no sigue un orden semántico clásico, lo que implica que se necesitan técnicas específicas para medir estas representaciones mentales. Estas ideas se han aplicado al diseño de menús de programas, donde la tarea de selección de búsqueda en un menú se entiende como una verificación de la relación semántica de las alternativas con el nombre del menú. Cuanto más distantes estén semánticamente el nombre del menú y la opción a seleccionar, más tiempo se requerirá para la tarea y menor será su efectividad. Esto se ha comprobado en estudios con menús cuyos nombres estaban distanciados por diferentes niveles semánticos, demostrando que los usuarios encuentran opciones con mayor rapidez y menor número de errores cuando el nombre del menú es más similar semánticamente a la opción que están buscando.

Procesos de recuperación

La información almacenada a largo plazo, tanto en la Memoria Declarativa como en la Procedimental, se recupera a través de diferentes procesos que dependen de la forma en que dicha información esté representada y del almacén en el que se encuentre, así como de las unidades de información medioambientales e internas que en cada momento activen un recuerdo específico.

En cuanto a la recuperación, existen dos formas que difieren en el tipo de información presentada al sujeto para que se produzca la recuperación, estas son:

• Reconocimiento: presenta al sujeto la información que se quiere recuperar. Se explica en función del cálculo de la familiaridad. Puede ser:
  • Explícita: asociada con información episódica y procesos activos en la Memoria Operativa.
    • Implícita: se refiere al acceso a información almacenada sin que el sujeto tenga conciencia de cómo se recupera, y se encuentra principalmente en la Memoria Procedimental y Semántica. Un ejemplo es el priming, que es el efecto facilitador o inhibidor que un estímulo previamente presentado puede tener sobre la información almacenada, incluso si el sujeto no es consciente de haber percibido dicho estímulo.
  • Recuerdo: esta información no está presente y el sujeto debe generar sus propias claves de recuerdo o utilizar claves presentes en el contexto para recuperar la información. El sujeto debe generar un conjunto de posibles candidatos a recuperar, lo que implica un proceso de búsqueda guiado por principios organizativos y asociativos. Después de la búsqueda, tiene lugar el proceso de identificación del mejor candidato, basado en el cálculo de la familiaridad a través de la fuerza asociativa entre la clave de recuerdo y la información recuperada.

Tipos de Conocimiento relevantes para IPO y la forma como son adquiridos y estan representados en MLP.

En el contexto de la Interacción Persona-Ordenador (IPO), cuatro tipos de conocimientos son especialmente relevantes:

• Conocimiento sobre la estructura y el funcionamiento del sistema: se refiere a la comprensión que los usuarios sobre cómo opera el ordenador y cómo interactuar con él.
  • Conocimiento sobre la tarea: implica la comprensión de la tarea específica que el usuario quiere realizar utilizando el sistema, es fundamental para llevar acciones específicas de manera efectiva.
  • Conocimiento adquirido durante la navegación: es la información que los usuarios obtienen mientras explorar y navegan por el sistema, incluyendo la comprensión de la disposición y organización de la información en el sistema
  • Extracción del conocimiento (data visualization): es la capacidad de los usuarios para extraer información significativa a partir de los datos representados visualmente, implicando comprender y analizar gráficos, tablas u otras representaciones visuales.

Conocimientos sobre la estructura y el funcionamiento del ordenador: los Modelos Mentales

Este concepto se refiere a la representación conceptual que los usuarios tienen del sistema con el que estan interactuando. Incluye información sobre la estructura y funcionamiento del sistema, pero no necesariamente con detalle, y varía dependiendo de la complejidad según las necesidades del usuario. Son incompletos, ejecutables mentalmente, inestables, no tienen límites claros y pueden contener creencias erróneas.

Son fundamentales para la interacción con sistemas físicos y computacionales. También influyen en la forma en que los usuarios describen los problemas que enfrentan y cómo se comunican con los técnicos de soporte.

Son esenciales para la comprensión y la eficacia en la interacción entre las personas y los sistemas, especialmente en el diseño y el soporte de sistemas informáticos.

El lugar del Modelo Mental en el Sistema Cognitivo Humano

El modelo propuesto por CAÑAS y ANTOLÍ establece una definición específica de “modelo mental” y su ubicación en la memoria. Además, el modelo también considera la influencia de otros sistemas cognitivos o no cognitivos. Distingue dos tipos de representaciones:

• Modelo Conceptual: es una representación estable del conocimiento general almacenado en la memoria a largo plazo y que contiene información general y duradera sobre el sistema. Sirve como marco sobre el cual se realiza la simulación en la Memoria Operativa. Incluye el conocimiento sobre el mundo y puede modificarse a través del modelo mental mediante conexiones bidireccionales, a medida que se realizan nuevas tareas o se producen cambios en el sistema.
  • Modelo Mental: es dinámico y se crea en la Memoria Operativa combinando información de la memoria a largo plazo y del ambiente externo, adaptándose a las características específicas de la tarea que se está realizando. Está directamente relacionado con el sistema motor que ejecuta la respuesta necesaria para llevar a cabo la tarea. Después de simular mentalmente las opciones disponibles y sus posibles resultados, se elige la opción que lleva al resultado deseado basándose en el conocimiento general del sistema y luego se ejecuta esa opción.

Evaluación del Modelo Mental que un usuario tiene y sus aplicaciones

El aprendizaje de una herramienta informática implica la adquisición de una representación mental de los conceptos relacionados con esa herramienta, donde se organiza en función de las relaciones de similitud o proximidad conceptual entre los conceptos.

Para evaluar el nivel de aprendizaje, se utilizan técnicas de evaluación que examinan cómo el usuario organiza los conceptos en su mente. Estas técnicas se basan en la premisa de que si dos conceptos están estrechamente relacionados debido a su uso conjunto en tareas específicas, esta relación estará reflejada en la memoria del usuario.

Las tareas realizadas con la herramienta informática requieren conocimiento de varios conceptos que están interconectados debido a su relevancia en la realización de diversas tareas.

Las técnicas de evaluación implican la identificación de estos conceptos clave, la creación de tareas específicas que requieren el uso de estos conceptos, la observación de cómo los usuarios aplican su conocimiento en estas tareas y la evaluación de cómo están organizados y relacionados los conceptos en la mente del usuario. Estos procesos proporcionan una comprensión del nivel de competencia del usuario con la herramienta informática.

Obtención de datos de proximidad conceptual

Para evaluar la relación entre los conceptos relevantes del procesador de texto Word en función del nivel de conocimiento de los usuarios, se utilizan dos tipos de tareas:

• Agrupamiento: los usuarios deben organizar los conceptos importantes en grupos que consideren similares. Estos agrupamientos proporcionan datos sobre la proximidad conceptual según la percepción de cada usuario.
  • Juicios de Relación: se presentan pares de conceptos a los usuarios, quienes asignan valores de relación en una escala numérica. Un valor bajo indica que los conceptos no están relacionados, mientras que un valor alto indica una relación fuerte; para así ofrecer información adicional sobre cómo los usuarios perciben la relación entre los conceptos seleccionados.

Análisis de los datos de proximidad conceptual

En la evaluación de las matrices de juicios de relación conceptual, dos métodos de análisis comunes son:

• Escalamiento Multidimensional: ofrece un análisis global del conocimiento, identificando estructuras abstractas en la representación del conocimiento de expertos usuarios de sistemas.

Tiene como objetivo obtener una representación visual de las dimensiones que relacionan los conceptos de un área de conocimiento específica.

En la representación bidimensional de los conceptos, los valores en los ejes indican los pesos que los conceptos tienen en esas dimensiones. La cercanía de dos conceptos en el espacio sugiere una relación semántica más cercana en la representación mental de las personas. La dimensión en el eje de las abscisas (X) agrupa conceptos relacionados con operaciones de archivos y edición de documentos, y crea subgrupos diferenciables. La dimensión en el eje de las ordenadas (Y) diferencia entre diferentes operaciones.

Los pesos asignados por monitores y participantes a estas dimensiones indican diferencias en la percepción del conocimiento. Los monitores asignan más peso a la dimensión ‘Operaciones con ficheros versus Edición’, mientras que los participantes en la fase 1 asignan más peso a la dimensión ‘Diferencias entre operaciones’. Sin embargo, en la fase 2, los participantes ajustan sus pesos para que sean más similares a los de los monitores, indicando un proceso de aprendizaje.

• Pathfinder: se centra en las relaciones por pares de conceptos y es útil para investigar las estrategias de navegación de los usuarios, especialmente en tareas de recuperación de información. Los grafos conceptuales ayudan a visualizar las estrategias que los usuarios emplean para navegar en bases de datos y otros sistemas de información.

Se utiliza un índice de similitud llamado C para comparar los grafos y evaluar el conocimiento de los participantes. Los resultados muestran que los participantes tienen un conocimiento relativamente bueno en la primera fase y muestran un aprendizaje significativo en la segunda fase del curso. Además, se realizan interpretaciones cualitativas de las relaciones semánticas. También se señala que algunos conceptos pueden no haber sido adecuadamente aprendidos

Conocimiento sobre la tarea que el usuario quiere realizar

En el diseño de interfaces, es crucial considerar el conocimiento previo de los usuarios sobre el dominio de la aplicación. La organización de los elementos en los menús se basa en los procesos cognitivos de los usuarios al buscar opciones:

• Identificación: los usuarios reconocen las etiquetas del menú y seleccionan la opción que buscan. Ocurre en entornos donde los elementos son bien conocidos, y los menús suelen organizarse alfabéticamente.
  • Equivalencia: los usuarios conocen la función que desean realizar pero no están seguros de la etiqueta exacta en el menú. Deben analizar las opciones para encontrar la que creen que es equivalente a su objetivo.
  • Inclusión de clase: los usuarios conocen la acción que desean realizar pero no saben en qué categoría se encuentra en el menú. Las etiquetas deben corresponder a una jerarquía superior para facilitar este tipo de procesos.

Para diseñar interfaces efectivas, los diseñadores pueden utilizar métodos de elicitación del conocimiento, como el Escalamiento Multidimensional y el Método Pathfinder, para comprender cómo los usuarios organizan mentalmente la información. Además, las interfaces orientadas a objetos utilizan metáforas familiares para representar la estructura y el funcionamiento del sistema, permitiendo a los usuarios interactuar intuitivamente con el sistema sin necesidad de entender la complejidad técnica

Conocimiento adquirido durante la navegación

La navegación en Internet o en hipertexto implica que los usuarios obtengan información o adquieran conocimiento al combinar la información disponible en la interfaz y su propio conocimiento sobre el dominio. La navegación implica leer el contenido de una página y seleccionar enlaces a otras páginas. El diseñador de una página web tiene la tarea crucial de organizar cómo y entre qué páginas se establecerán los enlaces. Existen tres opciones para establecer esta estructura:

• Decisión del diseñador: El diseñador organiza las páginas según su conocimiento del dominio o su intuición.
  • Análisis de asociaciones entre documentos: Se analizan las asociaciones entre los documentos para establecer los enlaces entre las páginas.
  • Análisis empírico con usuarios: Se utilizan juicios de relación y algoritmos como el Pathfinder para establecer la estructura basándose en la percepción de los usuarios.

El objetivo principal del diseñador es que los usuarios encuentren la información que necesitan o adquieran conocimiento de manera rápida y eficaz, evitando la desorientación, que ocurre cuando los usuarios se sienten perdidos y confundidos en su navegación.

Para establecer la estructura de una página web o contenido educativo, el diseñador debe considerar la jerarquía de los conceptos y las relaciones no jerárquicas entre ellos. Se pueden utilizar estructuras totalmente jerárquicas, en forma de red o mixtas. Estudios han demostrado que las estructuras mixtas son las más efectivas, ya que permiten adaptarse tanto a usuarios con poco conocimiento que necesitan guía.

También pueden utilizar métodos de evaluación del conocimiento para determinar las estructuras más adecuadas.

Cuando se trata de establecer la estructura para información extraída de bases de datos, se pueden utilizar técnicas que analizan las palabras en común entre las páginas para establecer similitudes y crear enlaces relevantes.

Extracción del conocimiento (data visualization)

Los sistemas informáticos se utilizan para visualizar grandes cantidades de datos con el fin de encontrar información relevante.

El desafío en estos casos no es solo presentar los datos, sino hacerlo de tal manera que los usuarios puedan descubrir patrones significativos que les ayuden a tomar decisiones informadas. La interfaz se convierte en una herramienta que facilita el pensamiento del usuario.

La visualización científica utiliza gráficos de computadora para facilitar la organización y comprensión de datos sobre fenómenos físicos, ayudando a los procesos perceptuales humanos. Los sistemas de visualización de información están diseñados para usuarios comprometidos en la búsqueda activa de información. En situaciones donde se deben explorar patrones de datos jerárquicos, como los valores bursátiles de empresas organizados jerárquicamente, las representaciones tradicionales con nodos y lazos pueden dificultar la comparación de datos. Para abordar este problema, se han desarrollado interfaces de visualización, como los ‘Treemaps’ (Mapas en árbol). Los Treemaps, propuestos por Ben Shneiderman, son algoritmos que presentan estructuras jerárquicas en un espacio 2D, utilizando rectángulos donde la altura, la anchura y los colores representan diferentes atributos de los datos