Kognitiv psykologi

Kognitiv psykologi
Kognitiv psykologi
• Begreppet kognition syftar på
processerna som gör att vi kan inhämta
kunskaper:
TNMK31 – Användbarhet
HIIA20 – Användbarhet med kognitiv psykologi
• hur vi tar emot information från omgivningen
• hur hjärnan bearbetar och lagrar
informationen
• hur vi resonerar och löser problem
• hur vi förstår och använder språket
Martin Karlsson marka@itn.liu.se K7522 011 – 36 34 63
2006-03-31
Kognitiv psykologi
• Kunskaper inom området kognitiv psykologi kan
bidra till bättre gränssnitt:
• vad som kan förväntas av användare
• underlättar för användaren att utföra sin uppgift
• identifierar och förklarar eventuella problem
användare har eller kommer att ha
• tillhandahåller metoder för att skapa gränssnitt som
förbättrar användarens kapacitet
• Definition:
Kognitiv psykologi är den del av
psykologin som behandlar människans
informationsprocesser, dvs vårt sätt att
• inhämta, bearbeta, lagra och använda
information
Martin Karlsson - Användbarhet
3
2006-03-31
Kognitiv psykologi
4
• Utgångspunkten är att kognition kan analyseras
som en sekvens av mindre steg. Varje steg tar
emot information från tidigare steg, behandlar
den och för ny information vidare
• Mentala eller kognitiva händelser beror på
neural aktivitet - dvs aktivering av hjärnceller
(neuroner), men
Data (stimuli) tas emot av våra sinnen
tolkas (mha av innehållet i minnet)
en respons väljs
responsen utförs (t ex via språket)
• De är inte neurala händelser i sig som är det
centrala inom kognitiv psykologi, utan de
kognitiva händelser de ger upphov till
Martin Karlsson - Användbarhet
Martin Karlsson - Användbarhet
Kognitiv psykologi
• Kognitiv psykologi tittar inte på hjärnans
uppbyggnad
2006-03-31
2
Kognitiv psykologi
• Lat. gnoscere = att veta
cognoscere = att lära sig
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
stimuli
5
2006-03-31
kodning
tolkning/
jämförelse
val av
respons
Martin Karlsson - Användbarhet
utför
respons
6
1
Kognitiv psykologi
Kognitiv psykologi
• Grundtankar:
• Fyra huvudområden:
• Medvetenhet består av en grupp interrelaterade
kognitiva (informationsbehandlings-)processer
• Processerna kan studeras var för sig
• Interaktioner mellan processerna kan också studeras
• Människan utnyttjar deklarativ kunskap (fakta) och
procedurell kunskap (hur man gör)
• Dessa två typer av kunskap används vid behandling
av stimuli från omgivningen
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
• perceptionsprocesser (att bearbeta stimuli från
omgivningen: syn, hörsel, känsel, smak, lukt)
• minnesprocesser (lära oss något nytt = lägga det
på minnet, komma ihåg fakta = hämta från minnet)
--• tankeprocesser (uppmärksamhet, resonera,
analysera, lösa problem, automatisering)
• språkliga processer (vi tar emot verbal/skriftlig
information, kommunikation med andra)
7
2006-03-31
Perception
Martin Karlsson - Användbarhet
8
Perception - syn
• Sinnesintryck uppstår som resultat av
samspelet mellan stimuli från
omgivningen och våra sinnesorgan
• Sinnesintryck transformeras till en
representation i vårt nervsystem - en
representation som kan sedan bearbetas
• Perception är vår upplevelse av
informationsinnehållet i denna
representation
• Det visuella (ikoniska) systemet är svårt
att överträffa:
•
•
•
•
•
starkt solsken till mörka nätter
stillbilder och snabba förlopp
vi ser långt, vi kan se mycket små objekt
vi känner igen objekt utan ansträngning
vi ser objekt i 3D, dvs var de finns i rummet
• vi kan jämföra det med tidigare kunskaper
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
9
2006-03-31
Perception - syn
Martin Karlsson - Användbarhet
10
Perception - syn
• Template matching - stimuli matchas mot
färdiga mallar.
’A’ detectorcell
• Feature recognition
• Fysiska objekt kan ha ’critical features’
(kritiska kännetecken)
/
A
\
B
—
C
⊃
D
|
E
stimulus
template:
sammanlänkade
neuroner
A
• neuroner som matchar en bokstav är länkade så att
det finns en ’detector cell’ för varje bokstav
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
11
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
A
12
2
Perception - syn
Perception - syn
Feature
Recognition
Vi behöver
bara några
få ledtrådar
för igenkänning
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
13
2006-03-31
Depth perception
Antydan
Nära
Långt borta
Texturgradient
Storkornigt
Småkornigt
Relativ storlek
Stor
Liten
Interposition
Skymmer delvis
Blir delvis skymt
Linjärperspektiv
Parallella linjer
divergerar
Parallella linjer
konvergerar
Aerialperspektiv
Detaljrikt
Suddigt
Placering i planet
Högre upp och
längre ner
Nära horisonten
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
Carlo Crivelli
Annunciation with
Saint Emidius
Finns att beskåda på
National Gallery i London
15
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
16
Figure-Ground
Princip
Figure-Ground Vissa objekt framstående, andra försvinner
Proximity
Objekt nära varandra bildar grupper
Similarity
Liknande objekt bildar grupper
Continuity
Flödande former uppfattas, ej splittrade
Closure
Icke-fullständiga objekt uppfattas som
fullständiga
Symmetry
Objekt formar spegelbilder runt en central
punkt
2006-03-31
14
Depth perception
Gestaltlagarna
Namn
Martin Karlsson - Användbarhet
Martin Karlsson - Användbarhet
17
G
R
O
U
N
D
F
I
G
U
R
E
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
18
3
Figure-Ground
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
Colour perception
19
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
Colour perception
21
Minnet
• Alla intelligenta system kräver ett minne
• att tala, lyssna, lära sig, gå omkring på
staden, hitta hem, veta varför man är där
man är, veta vad man heter
• Olika typer av minne:
sensoriska
minnen
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
22
2006-03-31
Minnet
kortidsminnet
visuellt (ikoniskt)
auditivt (ekoiskt)
långtidsminnet
24
olika organ
specialiserade
på olika sinnen
taktilt
smak
stor, i princip infinit,
kapacitet; obegränsad
livslängd
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
• Tar emot olika typer av stimuli
• Mest är känt om det visuella och det
auditiva minnet
sensoriska
minnen
stor kapacitet,
kort livslängd
långtidsminne
Sensoriska Minnen
liten kapacitet,
livslängd några
sekunder
stimuli från
omgivningen
korttidsminne
Martin Karlsson - Användbarhet
lukt
25
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
26
4
Korttidsminnet
Korttidsminnet
• Korttidsminnet kallas ibland arbetsminne
eller närminne.
• KTM skiljer sig från långtidsminnet (LTM),
LTM anses vara permanent
• Bevis för att vi har ett
korttidsminne/långtidsminne
• Tar emot information från de sensoriska
minnena
• Lagrar information i och hämtar information från
långtidsminnet
• Kan ses som en arbetsyta som behandlar
information från de andra minnena (resonera)
• Upprepning och organisering av information i
korttidsminnet ⇒ information lagras i LTM
(= inlärning)
• komma ihåg sekvenser av tal/bokstäver
• kliniskt bevis
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
27
2006-03-31
Korttidsminnet
att
att
att
att
komma
komma
komma
komma
ihåg
ihåg
ihåg
ihåg
en
en
en
en
• Experiment med schackspelare (de Groot
1965)
• Visa en uppsättning pjäser (25 st) i 5
sekunder
• ’Vanliga’ spelare kommer ihåg ungefär 6
pjäser på rätt position
• Schackmästare kommer ihåg alla
sekvens av tal eller bokstäver
sekvens av bilder
sekvens av ljud
sekvens av smaker
• så länge pjäserna avspeglar ett riktigt parti
• Slutsats: schackmästare grupperar pjäserna i
meningsfulla ’chunks’
• ’Chunking’
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
29
2006-03-31
Långtidsminnet
• Semantiskt minne- en mental uppslagsbok
med faktakunskap
• språk, begrepp, algoritmer, regler,
symbolmanipulering
30
• Ebbinghaus visade att han kunde minnas
ord upp till 22 år efter han lärt sig dem.
• I princip är långtidsminnet permanent
• Långtidsminnets mekanismer
• Episodiskt minne
• händelser (episoder), autobiografiska situationer
• episodiskt minne mindre formellt än semantiskt kan lätt påverkas av andra minnen (intrusions and
reconstructions)
Martin Karlsson - Användbarhet
Martin Karlsson - Användbarhet
Långtidsminnet
• Olika typer av långtidsminne
2006-03-31
28
Korttidsminnet
• 1956 Miller publicerar ”The Magical
Number Seven, Plus or Minus Two”
•
•
•
•
Martin Karlsson - Användbarhet
31
• lagra: dvs organisera och integrera
• känna igen
• komma ihåg
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
32
5
Uppmärksamhet
Uppmärksamhet
• Definition:
Uppmärksamhet är fördelningen av
mental aktivitet till de uppgifter som
utförs samtidigt av en individ.
• Öppen uppmärksamhet
• Vår förmåga att uppmärksamma flera
saker samtidigt är begränsad - istället
fokuserar vi på några få.
=> Selektiv uppmärksamhet.
• Omedveten uppmärksamhet
• du visar intresse för stimuli
• Dold uppmärksamhet
• du försöker inte visa ditt intresse
• Medveten uppmärksamhet
• du ser dig om innan du går över vägen
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
• du följer en person med blicken
• Automatisk uppmärksamhet
• ett föredrag ges på engelska men du tänker inte på språket
• Delad uppmärksamhet
• du lyssnar och antecknar samtidigt
33
2006-03-31
Uppmärksamhet
• Filter-teori:
man tar emot olika stimuli och filtrerar
(väljer vad som ska bearbetas vidare och
väljer bort resten )
• Resurs- och kapacitetsteori:
vilka resurser ges till aktiviteten i fråga?
om flera aktiviteter behöver samma resurser,
får man en hög kognitiv belastning
Martin Karlsson - Användbarhet
35
• Uppmärksamhet är det medel som vi använder
när vi aktivt sorterar ut och bearbetar en
begränsad mängd information ur den stora
informations- m
ängd som våra sinnen uppfattar
• Medvetande handlar både om känslan av
medvetande (motsats: medvetslöshet)
och kännedomen av den (medvetenhet),
en del av denna kännedom kan vara i
uppmärksamhetsfokus
• Därför är uppmärksamhet och medvetande två
delvis överlappande mängder
2006-03-31
Uppmärksamhet
Martin Karlsson - Användbarhet
Martin Karlsson - Användbarhet
36
Uppmärksamhet
• Information som finns tillgänglig för
kognitiv bearbetning men som ligger
utanför fokus kallas för förmedveten
• En variant av förmedveten information är
lagrade minnen som vi inte just då
använder, men som vi kan plocka fram
när vi behöver. Exempelvis, hur ser ditt
sovrum ut?
2006-03-31
34
Uppmärksamhet
• Två teorier om uppmärksamhet:
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
• Priming, då bearbetning av ett stimuli sker
innan medveten bearbetning på grund av
en tidigare presentation av samma eller
liknande stimuli
• Tip-of-the-tongue, då vi försöker komma
ihåg något som är lagrat i minnet men
kan inte riktigt få fram det
37
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
38
6
Automatisering
Automatisering
GUL BLÅ ORANGE
SVART RÖD GRÖN
LILA GUL RÖD
ORANGE GRÖN SVART
BLÅ RÖD LILA
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
39
Mänskligt handlande enl. Norman
• Skapa mönster som passar med hjärnans
tolkning
• Använd samma ord för samma sak överallt
• Använd samma färg för samma sak överallt
• Använd samma beteende för liknande
funktioner överallt
• Placera knappar med samma funktion på
samma ställe överallt
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
40
Mänskligt handlande enl. Norman
• Därmed måste man
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
2006-03-31
• Göra systemet observerbart (visibility)
• Ha en god begreppsmodell (mental modell,
consistency)
• Tillhandahålla lättförståeliga avbildningar (affordance,
familiarity)
• Ge återkoppling (feedback)
Måluppsättning
Intention att handla
Val av sekvens av handlingar
Utförande av handling
Uppfattning om tillstånd i världen
Tolka vad man ser
Utvärdera tolkningen
Martin Karlsson - Användbarhet
• Ett gränssnitt ska vara meningsfullt, lätt att
memorera och bör stödja de inbyggda
funktioner vår perception har.
41
2006-03-31
Martin Karlsson - Användbarhet
42
7