O documento discute a engenharia cognitiva como abordagem teórica para interface homem-máquina. A engenharia cognitiva visa aplicar os conhecimentos da ciência cognitiva no design de sistemas computacionais para compreender e representar como os processos cognitivos ocorrem durante a interação entre usuários e sistemas. Ela analisa os "golfos de execução e avaliação" que devem ser reduzidos pelo projetista para facilitar a compreensão do sistema pelo usuário.

1. Interface Homem Máquina
Aula 11 – Engenharia Cognitiva

2. 1. Introdução
Teoria
termo derivado do grego que significa especulação, apreensão intelectual
Conjunto organizado e coerente de princípios capazes de explicar
fenômenos complexos
Ajuda
fazer previsões ou antecipar acontecimentos futuros via reduções e generalizações
oferecer explicações via observação e interpretação
modificar um estado de coisas via intervenção
Uma teoria de IHC é fundamental para que se possa fornecer explicações e
previsões para fenômenos de interação entre o usuário e o sistema, assim
como subsidiar resultados práticos para o design da interface de usuário
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3. 1. Introdução
A grande quantidade de disciplinas
envolvidas em IHC gera a fragmentação da
disciplina
Diversidade de abordagens e
fundamentações teóricas para IHC
Dificuldade de se apreender uma visão geral
da fundamentação teórica da área
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4. 2. Engenharia Cognitiva
A maioria das abordagens teóricas adotadas em IHC são
abordagens baseadas principalmente na ciência cognitiva
O termo cognição se refere tipicamente a processos de
aprendizado, ou aquisição de conhecimento
ex. compreensão, memorização e raciocínio.
Envolvem aspectos psicológicos e físicos
usuários têm objetivos e intenções (nível psicológico) e devem realizálos através da atuação sobre controles oferecidos pela interface dos
artefatos (nível físico)
Objetivo: compreender e representar como estes processos
ocorrem quando as pessoas interagem com sistemas
computacionais, a fim de prever e evitar possíveis problemas de
interação
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5. 2. Engenharia Cognitiva
Sistema computacional
cognitivo
um tipo de artefato
Artefato cognitivo
dispositivo artificial projetado para manter, apresentar ou
manipular informação.
Visão do artefato segundo Norman
Pessoa que o utiliza
visão pessoal do artefato
como ele afetou (modificou) a tarefa a ser realizada
Observador externo
visão do sistema
o artefato aumenta a cognição pois o usuário é capaz de
realizar mais com o artefato do que sem ele
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6. 2. Engenharia Cognitiva
Proposta por Donald Norman – 1986
abordagem voltada para o design centrado no usuário
base teórica
Psicologia Cognitiva (que tenta explicar como os humanos atingem os seus
objetivos)
Definição: uma ciência cognitiva aplicada que busca aplicar o que se sabe desta ciência
no design e construção de artefatos computacionais
Objetivos dos usuários são atingidos através da realização de tarefas cognitivas que
envolvem basicamente o processamento de informação (Preece et al., 1994)
seres humanos
processadores de informação
a informação entra e sai do cérebro através de uma sequência ordenada de passos de
processamento
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7. 2. Engenharia Cognitiva
Projetista cria um modelo (mental) sobre o sistema
modelo de design
modelo de tarefas: representa quais são as tarefas que os usuários realizarão
utilizando o sistema
modelo de usuários: representa as características e necessidades dos usuários
Versão do modelo de design implementada
imagem do sistema
Através das interações o usuário constrói seu próprio modelo mental
modelo de uso
com base neste o usuário planeja como realizar as tarefas utilizando o sistema e
como interpretar as respostas apresentadas pelo sistema
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8. 2. Engenharia Cognitiva
Modelos mentais
fazer associações entre informações que estão aprendendo e que já
conhecem
prever os efeitos do próprio comportamento e como esperam que o
mundo (no caso, o sistema) se comporte
Affordance (Norman)
conjunto de operações e manipulações que os usuários percebem que
podem fazer com aquele objeto
ex. affordance de um botão de comando é que o pressionemos
Desafio do projetista segundo a Eng. Cognitiva
desenvolver uma imagem do sistema cujos modelos de uso
construídos pelos usuários sejam compatíveis com o modelo de design
por ele concebido
necessário entender o processo de interação entre as pessoas e os
artefatos cognitivos
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9. 2. Engenharia Cognitiva
Processos de interação com um artefato
cognitivo
ciclos de ação envolvendo
fases de execução e avaliação,
alternadamente
fases podem ser analisadas como
consistindo de etapas de ação
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10. 2. Engenharia Cognitiva
A partir de um objetivo para utilizar o sistema o usuário formula intenções
definindo qual é a sua meta atual
Em seguida especifica as ações necessárias para alcançar esta meta
O usuário então utiliza o sistema para executar uma ou mais destas ações
Ao processar as ações o sistema muda de estado e se inicia a fase de
avaliação
Primeiro o usuário precisa perceber que houve uma mudança de estado no
sistema e atribuir-lhe um significado através de um processo de
interpretação
Por fim deve avaliar se a mudança ocorrida o aproximou de sua meta inicial
e planejar o que fazer em seguida, fechando assim o ciclo
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18. 2. Engenharia Cognitiva
Distância semântica
distância entre a formulação mental (o que o usuário tem em
mente) e a projeção sobre um conjunto de funções oferecido
pelo software
ou distância entre o que o usuário gostaria de dizer na
linguagem de interface e o significado disponível pelos
elementos da linguagem
é possível dizer o que se quer dizer nesta linguagem?
é possível dizer o que se quer dizer de forma concisa?
ex. qual a distância que existe entre a idéia do usuário sobre o
que significa formatar um parágrafo e como que o software
modela esta tarefa
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22. 2. Engenharia Cognitiva
Distância articulatória
distância entre as funções disponíveis na interface e as
ações de interface que o usuário deve executar
distância entre o significado e a forma dos elementos da
linguagem da interface
quais os obstáculos para expressar nesta linguagem de
interface os significados daquilo que ela pode processar?
ex. se existe um botão “formatar parágrafo” no editor de
textos, a distância articulatória entre o que existe na
interface e o que deve ser feito é praticamente nula
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30. 2. Engenharia Cognitiva
Travessia do golfo de execução
usuário vai de um estado fortemente mental para um
estado fortemente sensorial
Travessia do golfo de avaliação
usuário vai de um estado fortemente sensorial para um
estado fortemente mental
Golfo de execução
se refere à dificuldade de atuar sobre o ambiente e ao
grau de sucesso com que o artefato apóia estas 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 deste estado
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31. 2. Engenharia Cognitiva
Projetista deve analisar as etapas do processo de interação
usuário-sistema para tentar abreviar esses golfos, a fim de reduzir
os problemas que ocorrem durante a interação
Reduzir o golfo de execução
análise das tarefas dos usuários e da escolha de elementos de entrada
e acionamento de comandos compatíveis com estas tarefas,
respeitando-se as limitações físicas e cognitivas dos usuários
Reduzir o golfo de avaliação
é possível alterar as características dos elementos de saída do sistema
e as mensagens de feedback, por exemplo
Quando o projetista falha em abreviar os golfos de execução e
avaliação, cabe aos usuários todo o esforço para atravessá-los
eles têm que alterar a maneira com pensam e realizam suas tarefas
para se adequar ao modo como o sistema requer que isto seja feito
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32. 2. Engenharia Cognitiva
Engenharia Cognitiva se apóia basicamente em
atitudes psicológicas individuais importam mais do
que eficiência computacional
como as atitudes individuais variam, os objetos têm
de determinar seu uso (construção sobre a noção de
affordance)
o papel da teoria para o design é caracterizar
affordances para IHC e informar como usá-las para
maximizar o sucesso dos processos cognitivos do
usuário
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33. 2. Engenharia Cognitiva
Embora processos cognitivos dependam de processos
comunicativos, a teoria cognitiva não tem instrumentos para
caracterizar esses processos comunicativos
A Engenharia Cognitiva também não tem nada a dizer sobre
processos interpessoais
foi proposta quando as aplicações mono-usuário ocupavam o
centro da atenção em IHC e portanto não foram tratados
problemas associados a aplicações multiusuário.
As abordagens cognitivas focam principalmente no produto
de design - a imagem do sistema -, e no usuário, em
particular no modo como ele compreende e uti-liza o sistema,
formando um modelo de uso.
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34. 2. Engenharia Cognitiva
Limitações
não apresenta métodos ou aspectos que
auxiliem as decisões de design
considerações apenas para ambientes
mono-usuário
idealização do usuário – um interpretante
“correto”.
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35. 2. Engenharia Cognitiva
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36. 2. Engenharia Cognitiva
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37. 2. Exercícios
Quais seriam as etapas dos golfos caso a
intenção do usuário fosse trocar a cor do
título de uma transparência para vermelho
no powerpoint?
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38. 2. Exercícios
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