Profa. Cynara Carvalho cynaracarvalho@yahoo.com.br Faculdade de Ciências Aplicadas e Sociais de Petrolina- FACAPE Ciência da Computação Bases teóricas em IHC Profa. Cynara Carvalho cynaracarvalho@yahoo.com.br

Introdução Embora IHC seja uma área de cunho bastante prático, muitos métodos e técnicas utilizados em IHC se baseiam em teorias, em particular teorias de base psicológica (principalmente cognitiva), etnográfica e semiótica. Conhecer essas teorias é fundamental, não apenas para melhor entender os métodos , modelos e técnicas apresentados na literatura de IHC, mas também para saber quando utilizá-los e identificar a necessidade de adaptá-los em projetos particulares, seja em domínios complexos ou envolvendo tecnologias inovadoras. Interação Humano Computador

Psicologia As primeiras abordagens para investigar fenômenos de interação em IHC nasceram na psicologia nos anos 50 com a psicologia experimental. Diversos modelos de informação dos processos psicológicos surgiram para mensurar e modelar o comportamento humano. Em IHC, o interesse nesses modelos se deve ao fato de permitirem modelar e prever o desempenho humano. Interação Humano Computador

Psicologia Experimental Dentre os modelos propostos, os que mais são utilizados em IHC são: Lei de Hick-Hyman: relaciona o tempo que leva para uma pessoa tomar uma decisão com o número de possíveis escolhas que ela possui. Essa lei indica que uma pessoa subdivide o conjunto total de opções em categorias, eliminando aproximadamente metade das opções a cada passo, em vez de considerar todas as escolhas uma a uma. Lei de Fitts: Relaciona o tempo que uma pessoa leva para apontar para algo com o tamanho do objeto-alvo e com a distância entra a mão da pessoa e esse objeto.Variações dessa lei são utilizadas para modelar o tempo que leva para um mouse ou outro dispositivo de entrada atingir um objeto numa tela. Ajudam os designers a decidirem sobre o tamanho e a localização de elementos e interface com os quais os usuários precisam interagir. Interação Humano Computador

Psicologia Cognitiva Propuseram uma psicologia aplicada de processamento de informação. IHC consiste em o usuário e o computador se engajarem num diálogo comunicativo com o objetivo de realizar alguma tarefa. A análise da estrutura da tarefa oferece grande parte do conteúdo preditivo da psicologia. Um vez que conheçamos os objetivos das pessoas e considerando suas limitações de percepção e de processamento de informação, devemos poder fornecer respostas e perguntas do tipo: aproximadamente quanto tempo leva para uma pessoa realizar as tarefas físicas predefinidas que lhe permitem alcançar seus objetivos? Interação Humano Computador

Processador Humano de Informação Com base na psicologia Cognitiva propuseram o Modelo de Processador humano (MHP). O MHP é composto de três subsistemas , cada qual com suas próprias memórias e processadores, juntamente com alguns princípios de operação. Interação Humano Computador

Subsistemas do MHP Sistema perceptivo: transmite as sensações do mundo físico detectadas pelos sistemas sensoriais do corpo(visão, audição, tato, olfato, paladar) para representações mentais internas. Sistema Cognitivo: recebe a informação codificada simbolicamente dos armazenamentos sensoriais na sua memória de longo prazo para tomar decisões sobre como responder aos estímulos recebidos. Sistema motor : O sistema motor realiza uma série de micro movimentos discretos que foram ativados de padrões de músculos voluntários como resposta da ação traduzida do nosso pensamento. A memória de trabalho retém informações em uso, e a memória de longo prazo armazena conhecimento para o futuro. Interação Humano Computador

Engenharia Cognitiva Foi concebida por Donald Norman em 1986 como uma tentativa de aplicar conhecimentos de ciência cognitiva e fatores humanos ao design e construção de sistemas computacionais. Objetivos: Entender os princípios fundamentais da ação e desempenho humano relevantes para o desenvolvimento de princípios de design; Elaborar sistemas que sejam agradáveis de usar e que engajem os usuários até de forma prazerosa. Interação Humano Computador

Engenharia Cognitiva Na base da engenharia cognitiva está a discrepância entre os objetivos expressos psicologicamente e os controles e variáveis físicos de uma tarefa. Uma pessoa inicia com objetivos e intenções , que são as variáveis psicológicas, pois existem apenas na mente da pessoa e se relacionam diretamente às suas necessidades e à sua situação atual. A tarefa deve ser realizada em um sistema físico, com controles físicos a serem manipulados, resultando em mudanças nas variáveis físicas e no estado do sistema. Portanto, deve haver um estágio de interpretação que relaciona as variáveis físicas e psicológicas, assim como funções que relacionem a manipulação das variáveis físicas e a mudança resultante no estado físico. Interação Humano Computador

Exemplo 1: Suponha que desejamos escolher uma cor de fundo para uma ilustração, e que o diágolo apresentado seja o da Fig. (a). Para definir uma cor de fundo, é necessário indicar os valores das componentes vermelha (red-R), verde (Green – G) e azul (Blue-B). Portanto, podemos levantar 3 problemas relacionados a esta figura: Interação Humano Computador

Problemas: Problema de mapeamento: não deixa claro qual o controle está associado a qual componente; Dificuldade de controle: Definir valores para propriedades como: matiz da cor (hue-H), saturação ( saturation – S), grau de mesclagem da matiz com a cor branca, ou seja, o grau de pureza e luminosidade (luminance – L); Dificuldade de avaliação: não há uma resposta visual da cor resultante. Interação Humano Computador

Exemplo 2 A figura apresenta o diálogo padrão da ferramenta Microsoft Visual Studio. Interação Humano Computador

Teoria da Ação Para melhor caracterizar o papel das questões de mapeamento, controle e avaliação na interação humano- computador, Norman elaborou a teoria da ação. Definição: É uma abordagem de projeto centrado no usuário que estuda os fenômenos que ocorrem durante a interação de um usuário com um artefato cognitivo (Norman, 1991). Artefato cognitivo: é o dispositivo artificial projetado para manter , apresentar ou manipular informação. A teoria da Ação distingue diversos estágios de atividade ocorridos durante a interação usuário-sistema. Interação Humano Computador

Teoria da Ação O processo de interação com um artefato pode ser visto como ciclos de ação envolvendo fases de execução e de avaliação alternadamente. Golfo de execução: se refere à dificuldade de atuar sobre o ambiente e ao grau de sucesso com que o artefato apoia essas ações. Golfo de avaliação: se refere à dificuldade de avaliar o estado do ambiente e ao grau de sucesso com que o artefato apóia a detecção e interpretação desse estado. Interação Humano Computador

Modelos da Eng. Cognitiva O designer do sistema deve tentar abreviar os golfos de execução e de avaliação que precisam ser atravessados pelo usuário a fim de reduzir os problemas que ocorrem durante a interação. Outra forma de auxiliar os usuários a atravessar os golfos é fornecer treinamento e oportunidade de adquirir experiência no uso de um sistema. Modelos considerados pela Eng. Cognitiva: Interação Humano Computador

Modelos Modelo de design: modelo conceitual do sistema que descreve a lógica de funcionamento do sistema que será construído. Baseia-se em tarefas, requisitos , capacidades e experiência do usuário. A imagem do sistema: corresponde ao sistema executável, isto é, o modelo físico construído com base no modelo conceitual de design, e a partir do qual os usuários elaboram seus modelos conceituais (modelo do usuário). Modelo do usuário: é o modelo conceitual construído por ele durante sua interação com o sistema, resultando assim, sua interpretação da imagem do sistema.

Abordagens Etnometodológicas Suchman (1987) foi o pioneiro ao trazer para a pesquisa em IHC a visão da antropologia etnográfica de que o significado e o valor da ação humana são situados, ou seja, tem uma relação essencial com as suas circunstâncias concretas particulares e com suas interações dinâmicas com o mundo material e social. Com isso, deslocou o foco do usuário individual para o contexto social do uso do computador. Desafiou a visão de ações intencionais dominante na época: a ação planejada. Interação Humano Computador

Abordagens Etnometodológicas Para a visão de ação planejada, a ação humana pode ser completamente caracterizada em termos de seus objetivos, intenções e planos.Para entender como as pessoas agem, bastaria entender com elas seguem um plano predefinido. Plano é uma seqüência de ações projetada para alcançar algun objetivo. Ação situada – a cada instante é feita uma avaliação das circunstâncias concretas particulares e do valor das ações mediante a essas contingências. A etnometodologia examina processos interacionais (de comunicação entre as pessoas) e circunstâncias. Interação Humano Computador

Estudos Etnometodológicos em IHC Estudos fundamentados em etnometodologia tem sido aplicados em IHC de diversas maneiras: Para analisar o impacto que um sistema teve no trabalho realizado no ambiente em que o sistema é introduzido; Para analisar princípios e métodos organizacionais subjacentes a um domínio de trabalho; Para analisar os impactos de um sistemas sobre esses métodos; Para criticar o design do sistema quando entra em conflito com esses métodos. Interação Humano Computador

Engenharia Semiótica A engenharia semiótica é uma teoria de IHC centrada na comunicação. Ela caracteriza a interação humano- computador como um caso particular de comunicação humana mediada por sistemas computacionais. Seu foco de investigação é a comunicação entre designers, usuários e sistemas.Os processos de comunicação investigados são realizados em dois níveis distintos: a comunicação direta usuário – sistema A metacomunicação( comunicação sobre uma comunicação) do designer para o usuário mediada pelo sistema, através de sua interface. Interação Humano Computador

Engenharia Semiótica Compreende: Processos de significação , que envolvem signos e semiose; Processos de comunicação , que envolvem intenção, conteúdo e expressão nos dois níveis de comunicação investigados ( a comunicação direta usuário-sistema e a metacomunicação designer – usuário mediada pelo sistema, através da sua interface; Os interlocutores envolvidos nos processos de significação e comunicação; designers, sistemas (prepostos dos designes em tempo de interação) e usuários. O espaço de design de IHC, baseado no modelo do espaço de comunicação de Jakobson (1960), que caracteriza a comunicação em termos de emissores , receptores, códigos , canais e mensagens. Interação Humano Computador

Semiótica Semiótica estuda signos, processos de significação e processos de comunicação. Signo – uma coisa que serve para veicular conhecimento de uma outra coisa (o objeto do signo) , que ele representa. Ex: toda imagem, diagrama, apontar o dedo, piscar o olho, nó no lenço de alguém, memória, sonho, desejo, conceito, indicação, token, sintoma, letra, número, palavra, sentença, capítulo, livro, biblioteca.... Interpretante do signo – a ideia na mente que o signo motiva, e que é um signo mental do mesmo objeto. Interação Humano Computador

Significação Nem toda representação é signo. Para ser signo, uma representação triádica com o seu objeto e com o seu interpretante. Interpretante é a significação do conceito, veiculado pelo signo. Interação Humano Computador

Processo de Significação Em um processo de significação “conteúdos são associados sistematicamente a expressões, estabelecendo sistemas de signos com base em convenções sociais e culturais adotadas pelas pessoas que interpretam e produzem tais signos.” Interação Humano Computador

Processo de comunicação Em um processo de comunicação produtores de signos utilizam sistemas de significação para escolher formas de representar (expressão) seus significados pretendidos (conteúdo)de modo a alcançar uma variedade de objetivos (intenção). Um signo de interface é então codificado pelo designer visando comunicar sua intenção de design aos usuários. Ex : ao representar a operação de “salvar um documento”por um botão com rótulo “salvar” e um ícone de um disquete, o designer espera que os usuários interpretem esse signo como: “Clicando nesse botão, eu consigo salvar o documento”. Interação Humano Computador

Semiose Processo interpretativo que nos leva a associar cadeias de significados (interpretantes) a um signo é denominado semiose. Interação Humano Computador