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5/9/2018 TDA Slides - slidepdf.com
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Psicologia Cognitiva
Comunicaçãoe Multimédia
Tecnologias Digitais Avançadas
Pedro Zany CaldeiraAno lectivo 2009-10
Psicologia Cognitiva
Modelos em psicologia cognitiva
1. Modelos de processamento humano de informação
2. Aplicação em ergonomia cognitiva: modelos deergonomia cognitiva
3. Modelos mentais em Ergonomia Cognitiva – DonaldNorman
Psicologia Cognitiva
1. Modelos de processamentohumano de informação
• Porquê estudar psicologia em design
• Sobre as capacidades e limitações
• Um modelo de Processamento Humano deInformação
• Sensação e Percepção
• Memória
• Raciocínio e Resolução de Problemas
Psicologia Cognitiva
Porquê estudar psicologia em design
O Design tenta determinar como se pode tornar a tecnologia mais usável: p.e., a ergonomia dainformática tenta alcançar esse objectivo emrelação aos computadores e às aplicações
informáticas.Exige a compreensão:
- Da tecnologia informática- Da tarefa- Do contexto em que a tarefa se vai realizar - Do utilizador ERGONOMIA COGNITIVA
Psicologia Cognitiva
O principal objectivo da IHCtem sido compreender e
representar a forma comoos humanos interagem
com os computadores e àforma como é transmitido
o conhecimento entreambos (Preece et al.,
1994)
Os designers devem possuir umaboa comprensão sobre a formacomo as pessoas processaminformação. Devem comprender as limitações e os pontos fortesdos humanos, assim como oslimites sensoriais, mnésicos eintelectuais… talvez a melhor
forma de melhorar o desempenhohumano num sistema sejamelhorando o design (Bailey,1996).
DESIGN CENTRADO NOHOMEM
Psicologia Cognitiva
Os pressupostos básicos sobre a componentehumana na IHC são:
- Capacidades e competências cognitivas básicas
- As limitações
- A motivação
- As diferenças individuais
O utilizador
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Psicologia Cognitiva
Sobre as capacidades
MEMÓRIA de longo prazo
PENSAMENTO
MEMÓRIAde trabalho
input
PERCEPÇÃO
output
COMPORTAMENTO/MOTOR
TAREFA/
ESTÍMULO
Psicologia Cognitiva
“o verdadeiro segredo de se tomarem boasdecisões em design que não ponham em causa
as limitações humanas é compreender oconjunto das limitações humanas na populaçãode utilizadores, de forma a que os utilizadoresdo sistema não sejam obrigados a receber,
processar e responder a informação mais rápidaou com maior acuidade que a que é
humanamente possível” Bailey (1996).
Sobre as limitações
Psicologia Cognitiva
• Representação mental da realidade símbolos
• Operações mentais manipulação de símbolos
input Respostainformação
processamento de informação
Abordagem: processamento humano deinformação
Operações mentaiscodificação armazenamento
recuperação integração...
Psicologia Cognitiva
Output input
Percepção Resposta
Memória sensorial
Memória de Trabalho
Memória de Longo Prazo
sistema
utilizador ATENÇÃO
ELABORAÇÃO
repetição
RECUPERAÇÃO
DESEMPENHO
Um modelo de Processamento de Informação
Psicologia Cognitiva
Sensação e PercepçãoPercepção
o processamento einterpretação doestímulo.
Sensação
a recepção física doestímulo
Psicologia Cognitiva
Sensação e Percepção
ESTÍMULO
SENSAÇÃO: receptor
PERCEPÇÃO: cérebro
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Psicologia Cognitiva
1. A informação vem a cada sensor como um estímulo.Um estímulo é uma alteração na energia física que
origina actividade fisiológica num orgão dos sentidos(e.g. o estímulo para a audição é o som).
2. Os receptores são nervos especializados para acaptação de estímulos. Cada sensor é concebido pararesponder a um tipo específico de estímulo. A principalfunção do sensor é receber e transformar a energia doestímulo de modo a que o cérebro possa reconhecer eprocessar.
3. Percepção: interpretação da informação recebidaatravés de processos cognitivos localizados no cérebro.
Psicologia Cognitiva
• VISÃO
Sensação
• AUDIÇÃO
• CHEIRO
• TACTO
• SABOR
• NOCICEPÇÃO
• ...
Psicologia Cognitiva
10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 1 102 104 106 108
Gamma X ultravioleta infravermelhos radar FM -SW-TV circuitos A-C
COMPRIMENTO DE ONDAS EM METROS
violeta azul amarelolaranja vermelho
COMPRIMENTO DE ONDAS EM NANOMETROS
400 500 600 700
Espectro visível
Adaptado de Bailey (1996)
VISÃOconsiderado o sentido mais rico
Psicologia Cognitiva
Nervoóptico
Fóvea
Lente
Córnea
Iris
Pupila
Ângulo morto
Psicologia Cognitiva
• bastonetes: No exterior da fóvea, funciona melhor combaixos níveis de iluminação sensível à iluminação. – Não fornece informação sobre a cor
– Não fornece uma imagem precisa, detalhada
• cones: Localizados primariamente no centro da retina(fóvea) sensíveis à cor.
– Azul (400-500 nm.)
– Verde (475-600 nm.)
– Vermelho (490-650 nm.)
Fotoreceptores
s e n s i b
i l i d a d e r
e l a t i v a
comprimento de onda (em nanómetros)
A
V
V
Psicologia Cognitiva
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Psicologia Cognitiva
Teoria tricromáticamistura aditiva: para perceber todas as cores, o cérebrocombina a actividade de doisou mais cones diferentes (coresprimárias).
Per cepção da cor
Teoria de processamento dosopostos
– pares de cores ligados nocérebro pelo “sistema de
opostos”
+ -
- +
Receptores Cérebro
Estímuloamarelo
vermelho
verde
azul
canal v-v
canal a-a
canal pretoe branco
Receptores Cérebro
Psicologia Cognitiva
Após-imagem
impressão visual que persiste após a remoção do estímulo quea causou. A após-imagem possui a cor complementar do próprioestímulo.
Psicologia Cognitiva Psicologia Cognitiva
Psicologia Cognitiva
Explica os fenómenos que não são adequadamente explicadospela teoria tricromática:
– Efeito após-imagem (se o olho se adapta a um estímulo amarelo, aremoção do estímulo deixa uma sensação ou um após-efeito azul)
– Factos não intuitivos que afirmam que uma mistura de luzesvermelhas e verdes dão uma luz amarela e não uma luz vermelhoesverdeada.
Aceita-se actualmente que tanto a teoria tricromática e a teoriadas cores opostas descrevem características básacas da visão
colorida do ser humano:• Retina tricromática
• Cortex visual opostos
Teoria de processamento dos opostos
Psicologia Cognitiva
Porque é isto difícil de ler?
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Psicologia Cognitiva
Porque é isto difícil de ler?
Psicologia Cognitiva
Porque é isto difícil de ler?
Psicologia Cognitiva
Porque é isto difícil de ler?
Psicologia Cognitiva
Porque é isto difícil de ler?
Psicologia Cognitiva
Porque é isto difícil de ler?
Psicologia Cognitiva
• Usar combinações de cores compatíveis. Evitar verde-vermelho, azul-amarelo, verde-azul, vermelho-azul
• Usar cores com alto contraste para o texto e o fundo
• Limitar a quantidade de cores (4 para os novatos e 7para os peritos)
• Usar azul claro apenas como fundo
• Não esquecer que entre 6 e 10% da população
masculina tem problemas na visualização da cor!
Cor: algumas recomendações
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Psicologia Cognitiva
PERCEPÇÃO
A forma ACTIVA pela qual:
- seleccionamos,- organizamos,
- e interpretamos informaçãosensorial
Processamento perceptivoascendente
A percepção é parcialmentedeterminada pela análise doestímulo.
Processamento perceptivodescendente
A percepção é parcialmentedeterminada pelas nossas expec-tativas baseadas no conhecimentoprévio armazenado na memória.
Psicologia Cognitiva
A informação recebida do olho tem de ser interpretada ORGANIZAÇÃO PERCEPTIVA
PERCEPÇÃO VISUAL
CHAMOU-L E G TO
DEU COMIDA AO GATO
Psicologia Cognitiva
A informação recebida do olho tem de ser interpretada ORGANIZAÇÃO PERCEPTIVA
PERCEPÇÃO VISUAL
CHAMOU-L E G TO
DEU COMIDA AO GATO COMIDA
Psicologia Cognitiva
– Percepção da forma: capacidade para detectar padrões de unidade.
– Constância perceptiva: tendência para ver objectoscomo possuindo propriedades estáveis, mesmoquando a informação visual está em contínuamudança.
– Percepção da profundidade: capacidade para ver omundo visual em 3D, mesmo sabendo que asimagens na retina são em 2D.
Alguns processos perceptivos básicos
Psicologia Cognitiva
Percepção das FormasPRINCÍPIOS DA GESTALT DO AGRUPAMENTO
PERCEPTIVO
Proximidade Semelhança
Boa continuação Fechamento
Psicologia Cognitiva
Constância perceptivaTendência para percepcionar aspectos do mundo comoconstantes, apesar das alterações no input sensorial.
Percepcionar tamanho eprofundidade
Percepcionar brilho
Percepcionar cor
• Constância no tamanho:invariância tamanho-distância eo tamanho relativo
• Constância na forma
• Constância no brilho
• Constância na cor
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Psicologia Cognitiva
Ilusões: quando a percepção falha
Ilusão de Ponzo
Psicologia Cognitiva
Ilusão de Müller-Lyer
Psicologia Cognitiva Psicologia Cognitiva
Ilusão de Rubin vaso/perfil
Psicologia Cognitiva
Psicologia Cognitiva
Output input
Percepção Resposta
Memória sensorial
Memória de Trabalho
Memória de Longo Prazo
sistema
utilizador
ATENÇÃO
ELABORAÇÃO
repetição
RECUPERAÇÃO
DESEMPENHO
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Psicologia Cognitiva
Memória humana
1. Processos
2. Sistemas de memória3. Tipos de informação na memória
4. Organização do conhecimento
Psicologia Cognitiva
Processos
1. Codificação ou conversão da informação de demodo a que possa entrar na memória.
2. Armazenamento da informação por perídos detempo variados.
3. Recuperação de informação específica quandonecessário.
Psicologia Cognitiva
Sistemas de memória
Memórias sensoriais
Memória de trabalho
Memória de longo prazo
Adaptado de (Dix et al., 1998)
Psicologia Cognitiva
Output input
Percepção Resposta
Memória sensorial
Memória de Trabalho
Memória de Longo Prazo
sistema
utilizador
ATENÇÃO
ELABORAÇÃO
repetição
RECUPERAÇÃO
DESEMPENHO
Psicologia Cognitiva
Memórias sensoriais
Um sistema de memória que retém representações dos inputssensoriais por pequenos períodos de tempo
• existe uma memória sensorial para cada canal sensorial:memória icónica, memória ecóica, memória háptica …
• capacidade: ilimitada
• duração
- Memória visual: 250 ms
- Memória auditiva: 200 ms - 2 s
Psicologia Cognitiva
Matlin (1994)
1. Os estímulos que bombardeiam os nossosorgãos dos sentidos estão a alterar-seconstantemente e rapidamente.
2. Necessitamos de manter um registo exacto daestimulação sensorial por um pequeno período detempo, enquanto seleccionamos os estímulos maisimportantes para processamento posterior.
Porque necessitamos de memória sensorial?
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Psicologia Cognitiva
Memória icónica
• Informação visual
• Permite manter 9 elementos duranteaproximadamente 250 ms.
• Exemplo:coloque um dedo em frente dos seus olhos. Pode ver mais do que um dedo em simultâneo. Isso significa que aimagem persiste mesmo depois do estímulodesaparecer.
Psicologia Cognitiva
Memória ecóica
• Informação auditiva
• Sons: – 250 ms.
• Palavras com significado – 2 segundos ou mais.
Psicologia Cognitiva
output input
Percepção Resposta
Memória Sensorial
Memória de Trabalho
Memória de Longo Prazo
sistema
utilizador
ATENÇÃO
ELABORAÇÃO
repetição
RECUPERAÇÃO
DESEMPENHO
Psicologia Cognitiva
A capacidade limitada do sistemacognitivo
Nem toda a informação que chega aos nossosorgãos dos sentidos é processada, apenascaptamos uma pequena parte dos estímulos
disponíveis num determinado momento, enquantoignoramos outros aspectos
Cuidado com tarefas complexas a executar emsimultâneo!
Atenção selectiva
Psicologia Cognitiva
DOIS NÍVEIS DE ATENÇÃO
1. PROCESSAMENTOCONTROLADO
• Exige esforço e atençãoconsciente para a realização datarefa.
• Consome recursos cognitivosimportantes.
• Em resultado, apenas seconsegue realizar uma tarefa
que exija processamentocontrolado em cada momento.
2. PROCESSAMENTOAUTOMÁTICO
• Reduzida consciência.
• Utiliza pouca capacidade deprocessamento de informação.
• Podem realizar-se emsimultâneo diversas tarefas queexigem controlo automático.
• Difíceis de inibir depois de
iniciadas.
Psicologia Cognitiva
Atenção selectiva
• Permite maximizar a informação focalizada, enquanto se ignorainformação irrelevante.
• Se bem que controlemos o foco da nossa atenção, algumascaracterísticas do estímulo podem despertar a nossa atenção(intensidade, contraste, novidade…).
E.g. o fenómeno “cocktail party” (Cherry)
Memórias sensoriais Memória de trabalhoAtenção selectiva
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Psicologia Cognitiva
output input
Percepção Resposta
Memória sensorial
Memória de Trabalho
Memória de Longo Prazo
sistema
utilizador
ATENÇÃO
ELABORAÇÃO
repetição
RECUPERAÇÃO
DESEMPENHO
Psicologia Cognitiva
medir a amplitude de memória*
IBFIMBWBMATWIAC
FBI IBM BMW TWA CIA
* máximo número de itens retidos após uma única leitura ou audição
Psicologia Cognitiva
Memória de Trabalho
Breve armazenamento de informação que está a ser utilizada actualmente
• parte da memória de longo prazo é activada
• duração: menos de 20 segundos Os mecanismos de ensaio
(repetição) para manter a informação na memória de trabalho
• capacidade: limitada mensuração da amplitude de memória
- NÚMERO MÁGICO 7 +/- 2 (Miller, 1956).
Psicologia Cognitiva
Memória de Trabalho
Breve armazenamento de informação que está a ser utilizada actualmente
-A COMPACTAÇÃO DA INFORMAÇÃO PODE AUMENTAR ACAPACIDADE: 7 +/- 2 pedaços (itens agrupados em unidadessignificativas).
• Dependendo do nível de perícia a capacidade de atenção.
•A categorização dos itens pode aumentar a capacidade.
- Os limites para certos tipos de informação são independentes uns dosoutros (e. g. se o máximo da informação visual está na memória detrabalho isso não diminui o máximo da informação auditiva que pode estar na memória de trabalho).
- Perdemos o material que está na memória de trabalho substituindo-opor nova informação
Psicologia Cognitiva
Repetição elaborada
Informação submetida ao ensaio elaborativo ouprocessamento profundo é transferido para a memória
de longo prazo.
– Significado – Relação com outra informação já armazenada na memória
de longo prazo
Memória de trabalho Memória de longo prazoRepetição elaborada
Psicologia Cognitiva
output input
Percepção Resposta
Memória Sensorial
Memória de Trabalho
Memória de Longo Prazo
sistema
utilizador
ATENÇÃO
ELABORAÇÃO
repetição
RECUPERAÇÃO
DESEMPENHO
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Psicologia Cognitiva
Memória de Longo Prazo (MLP)
Um armazém permanente que contém todo o conhecimentoque o sistema cognitivo possui
• Capacidade ilimitada
• Recuperação (activação) do conhecimento: recordação versusreconhecimento
Organização: categorias, hierarquias
Pistas: memória dependente do contexto, memória dependente dadisposição, efeito de congruência de disposição
• Duração: longa ou permanente?
- esquecimento: hipótese da decaída do traço mnésico
- Interferência retroactiva de nova informação
Psicologia Cognitiva
Tipos de informação na memóriaConteúdo:
1. MEMÓRIA SEMÂNTICA.
Conhecimento geral e abstracto sobre:- Factos e conceitos
Permite representar e manipular mentalmente objectos e situações quenão estão presentas e não estãoabertas à observação pelos nossossentidos.
2. MEMÓRIA EPISÓDICA (autobiográfica).
Contém acontecimentos queexperienciámos pessoalmente.
3. MEMÓRIA PROCEDIMENTAL.
Informação relacionada com odesempenho em diversas tarefas(compoetências cognitivas e motoras).Conhecimento relacionado com osaber-fazer.
Organização do conhecimento na MLP:
1. MEMÓRIA EXPLÍCITA.
O conteúdo é acessível àcosncxiência e pode ser testadaatravés de testes de reconhecimentoou de recuperação
2. MEMÓRIA IMPLÍCITA
O conteúdo é de acesso difícil àconsciência e nao pode ser testadoatravés de testes de reconhecimentoou de recordação
Psicologia Cognitiva
MEMÓRIA IMPLÍCITA – TIPOS DE CONHECIMENTO
• Competências cognitivas e motoras: memória procedimental
Desenvolvem-se a partir de uma representação doconhecimento do tipo script (guião)
• Reflexos condicionados
Desenvolvem-se através de associções de estímulos erespostas
• Priming
Desenvolvem-se pela exposição frequente a um estímulo,modificando o juizo relacionado com o valor do estímulo
Psicologia Cognitiva
Memória procedimental
• Sistema executivo implicado na aprendizagem decompetências
• representação na forma de regras de produção:SE (condição) ENTÃO (faça estas acções)
• desencadeada automaticamente• dificilmente acessível à consciência• baixas exigências ao nível da atenção
• representações do conhecimento – repertório motor: andar de bicicleta
– estratégias cognitivas: jogar xadrez
Psicologia Cognitiva
MEMÓRIA EXPLÍCITA – REPRESENTAÇÃO DOCONHECIMENTO
• ESTRUTURAS DE BAIXO NÍVEL: representam as associações e asrelações entre itens singulares na memória
• rede proposicional (memória semântica)
• rede semântica (memória semântica)
• ESTRUTURAS DE ALTO NÍVEL: representam unidades complexas deconhecimento. E.g. os acontecimentos são normalmente compostos por umconjunto de itens ou de actividades
• esquema/guião/quadro/plano (memória semântica e episódica)
• modelos mentais (memória semântica e episódica)
Psicologia Cognitiva
REDE SEMÂNTICA- representa o conteúdo semântico de domínios do conhecimento bem estruturados- o conhecimento é representado por uma rede de nós e de relações entre nós- os nós representam os conceitos e as relações entre nós são etiquetadas- o significado de um conceito (ou nó) é dado pelo padrão das relações em que participa
animal respira
tem pele
peixenada
tubarão
pássaro
voa
Tem penas
águia
galinhapredador
símbolo do poder
perigoso
não comestível
tipo
tipopropriedade
tipo
tipo
propriedade
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Psicologia Cognitiva
ESQUEMAS (Rumelhart, 1980)• representam os conceitos genéricos armazenados na memória subjacentes aos objectos,situações, acontecimentos, sequência de acontecimentos, acções e sequências de acções
• são utilizados para uma classe de situações esteriotipadas
• variam de muito simples a muito complexos
• estão organizados de forma hierárquica:• variáveis que possuem um valor fixo (the kernel)• slots com valores opcionais (peripéricos) que podem ser preenchidos com instânciasparticulares dos conceitos. Se as instâncias não são especificadas, então os slotsterão valores por defeito (protótipos)
• podem encaixar-se uns nos outros, e.g.,• Corpo humano (Cabeça, Tronco e Membros)• Cabeça (Face, Orelhas, Cabelo)
• ferramentas de processamento activo (processamento descendente) que produzem umainterpretação do mundo – adaptam o conhecimento à realidade• presume-se que sejam partilhados pelos indivíduos (numa cultura?)
Psicologia Cognitiva
Tipos especiais de esquemas
QUADROS (Minsky, 1975)• Conhecimento organizado sobre conceitos
• representação estática• entre os elementos do quadro existem relações causais ou
de permissão
• Quadro que é adaptado para se ajustar à realidade – Quadros genéricos (classe): carro (cor, marca, condutor, motor,
transmissão, jantes)
– Quadros específicos (instâncias) – num contexto particular: o carrodo meu amigo (preto, Mercedes, João, tracção às 4 rodas)
Psicologia Cognitiva
Condutor Combustível
Motor
Transmissão
Jantes
gasolina
gasóleo
tipo
flui
opera
opera
QUADRO PARA “CARRO”
compra
opera
João
Luísa
Valores fixos
Instâncias específicas(valores por defeito)
tipo
tipo operatipo
4-cilíndrostipo
aço
liga
6-cilíndrostipo
standard
Psicologia Cognitiva
Tipos especiais de esquemasGUIÕES (Shank & Abelson,1977)
• Conhecimento organizado sobre a sequência dosacontecimentos
• Esquemas para sequências de acontecimentos frequentesnum contexto particular, que incluem: – condição de entrada (tem de ser satisfeita para o guião ser activado) – resultados (condições que serão verdadeiras após o guião ter
finalizado) – props (objectos incluídos no guião) – papéis (acções desempenhadas pelos participantes) – cenas (sequências de acontecimentos que ocorrem) – tracks (variações ao padrão geral representando um cenário
alternativo)• Os guiões resultam da aprendizagem de acontecimentos
sociais
Psicologia Cognitiva
Guião: comer num restauranteCondição à entrada ter fome, ter dinheiro, restaurante aberto
Papéis cliente, empregado
Adereços mesas, dinheiro, cadeiras, menú, talheres, comida
Cena de entrada Cliente entra no restaurante.
Empregado dirige o cliente para a mesa.
Empregado coloca o menú na mesa.
Cliente inicia a leitura do menú.
Cena de pedido Cliente selecciona a comida pelo menú.
Cliente chama empregado.
Empregado aproxima-se da mesa.Cliente faz o pedido.
Empregado sai.
Psicologia Cognitiva
Guião: comer num restauranteCena comer Empregado leva a comida à mesa.
Empregado sai.
Cliente come com os talheres.
Cliente acaba de comer.
Cena de saída Cliente chama empregado.
Empregado aproxima-se da mesa.
Cliente pede a conta.
Cliente confere a conta.
Cliente dá ao empregado notas e moedas.
Empregado confere o dinheiro.Cliente sai do restaurante
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Psicologia Cognitiva
Modelo mental
• Conhecimento organizado sobre a forma como ascoisas funcionam
• Os modelos mentais são as estruturas mais relevantesna interacção que os humanos estabelecem com atecnologia (informática, p.e.) o conhecimentoadquirido sobre a estrutura e as funções do sistemaenquanto o Homem interage com ele.
Psicologia Cognitiva
Memória a Longo Prazo
Memória de TrabalhoArmazenamento
Visual
Processador
Perceptivo
Processador
Cognitivo
ProcessadorMotor
ArmazenamentoAuditivo
Movimento
ocular
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