JoséLuis Llorca Rubio - invassat.gva.es

José Luis Llorca Rubio 1

INTRODUCCION A LA ERGONOMIA COGNITIVA

José Luis Llorca Rubio

Jefe del Servicio de Especialidades Preventivas

Valencia, 12 de noviembre de 2009. Centro Territorial de Seguridad y Salud en el Trabajo


DEFINICION DE ERGONOMIA

• La IEA la definió en el año 2000 como la disciplina científica que se ocupa de la comprensión de la interacción entre los seres humanos y los demás elementos de un sistema.

• Es la profesión que aplica teoría, principios, datos y métodos al diseño para optimizar el bienestar humano y la ejecución global de un sistema.


INTRODUCCION A LA ERGONOMIA

• Proviene de las palabras griegas ergon trabajo y nomos ley.• Según la IEA existen tres grandes dominios en la ergonomía:

– Ergonomía física: Se ocupa de hacer compatibles las características anatómicas, antropométricas, fisiológicas y biomecánicas con los parámetros estáticos y dinámicos del trabajo físico.

– Ergonomía cognitiva: Disciplina científica que estudia los procesos cognitivos en el lugar de trabajo con un interés especial en el diseño de la tecnología, la organización y los entornos del aprendizaje.

– Ergonomía social y organizacional: Se ocupa de la optimización de los sistemas de trabajo, incluyendo las estructuras, las políticas y los procesos organizacionales. Se trabaja en el diseño de sistemas de comunicación, grupos de trabajo, tiempos y turnos de trabajo, etc.



• En EEUU, la ergonomía nace en la Primera Guerra Mundial, teniendo sus antecedentes teóricos en los estudios de Taylor (1919) sobre dirección de empresas, teniendo como finalidad seleccionar a los soldados con objeto de asignarles diferentes tareas militares. (laboratorios de los factores humanos).

• Con la Segunda Guerra Mundial se establece que los equipos deben ser diseñados pensando en las características de los seres humanos que deben usarlos.



• En Europa el origen de la ergonomía hay que buscarlo en la industria ligándolo a un interés por mejorar la satisfacción de los trabajadores, primando los aspectos biológicos a los psicológicos, comenzando asípor estudios:– Antropométricos.– Medicina del Trabajo.– Arquitectura.– Iluminación.– Etc.


LA ERGONOMIA COGNITIVA COMO INGENIERIA COGNITIVA

• Simon en 1969 argumentó que la ciencia cognitiva debe tener su área de aplicación propia en el diseño de equipos.

• Para ello estableció una ciencia de lo artificialrelacionada con la ciencia cognitiva.

• La ciencia cognitiva aporta los conocimientos sobre los procesos cognitivos humanos

• La ergonomía cognitiva aporta los problemas concretos de diseño que deben ser resueltos en el contexto de la creación de artefactos.


LA ERGONOMIA COGNITIVA COMO INGENIERIA COGNITIVA

• Norman en 1986 inventó el término de ingeniería cognitiva como una cienciacognitiva independiente donde se combinan los conocimientos de la ciencia cognitiva con las de las ingenierías para solucionar problemas de diseño, siendo sus objetivos:– Comprender los principios fundamentales de las

acciones humanas que son relevantes para el desarrollo de principios de la ingeniería del diseño.

– Construir sistemas agradables para su uso.


EL SISTEMA COGNITIVO CONJUNTO

• Es el objetivo de la ergonomía cognitiva actual.

• El objeto de la ergonomía cognitiva se formula en torno a los conceptos de:

– Trabajo cognitivo.

– Herramienta (artefacto) cognitiva.



• El trabajo cognitivo es llevado a cabo por los sistemas cognitivos que utilizan conocimientos para producir cambios en el ambiente o dominios de trabajo. Estos están organizados en torno a objetivos específicos incluyendo posibilidades y limitaciones.

• Ejemplo: El dominio conocido como control de tráfico

aéreo se define por el objetivo de conducir los aviones a su destino en su hora, por medio de posibles vías de acción, como la habilidad de los aviones de alcanzar distintas alturas y la limitación legal sobre la separación entre aviones.



• Un artefacto es cualquier objeto manufacturado por el hombre con la finalidad de aumentar cualquier aspecto de la conducta u operación mental humana.

• Puede ser:

– Un objeto físico (un ratón de un ordenador, un lápiz, un hacha).

– Un ente abstracto (un programa de ordenador).

– Un objeto que representa un objeto físico (un dibujo).



• Los artefactos se crean para:– Actuar sobre el ambiente.– Modificar algún aspecto de este.– Obtener información que nos permita conocer sus

características y como nuestras acciones lo modifican.

• Norman (1991) los clasifica en:– Artefactos cognitivos: Aquellos que mantienen, presentan

y operan sobre la información para cumplir una función representacional y que afectan a la actividad cognitiva humana (una calculadora)

– Artefactos no cognitivos: un coche nos permite movernos más rápidamente.



• Muchos de los artefactos que nos interesan en ergonomía cognitiva son representaciones del ambiente y de los objetos sobre los que nuestra conducta tiene efecto (ejemplo: un panel de control).

• Los artefactos cognitivos proveen:– Representaciones del dominio de trabajo.

– Procesos para transformar las representaciones.

– Medios para expresar las transformaciones.

• Ej: un radar en el dominio de control del tráfico aéreo permite razonar sobre el estado del dominio y transformar estas representaciones transmitiendo órdenes a los pilotos.



• En la concepción clásica, se consideraba al artefacto y al ser humano como unidades independientes.

• Hoy esto se pone en duda por:– El desarrollo tecnológico ha hecho que lo artefactos

diseñados actualmente puedan considerarse sistemas cognitivos por si mismos.

– La conducta humana está modelada por el contexto sociotécnico en el que ocurre y no solamente por las peculiaridades del sistema interno de procesamiento de la información.



• Un claro ejemplo de esta situación se encuentra en el diseño de los sistemas de supervisión en los que la interacción entre los dos sistemas cognitivos, los humanos y los artefactos semiautónomos, ocurren en una organización que tiene una estructura y funcionamiento regido por unas reglas y principios internos y externos.



• En el análisis de los errores humanos de estos sistemas de control de supervisión el modelo cognitivo tradicional considera la conducta humana como el resultado de percepción → decisión →acción, pues para él el procesamiento de la información es reactivo.

• Así una conducta es correcta o no, en función del resultado de la secuencia.

• En una situación real, la conducta es correcta o no en función del contexto donde ocurra



• Así, la automatización constituye uno de los objetivos fundamentales a los que debe enfrentarse un diseñador.

• Debemos decidir, que funciones se dejan al operador y cuales a los artefactos.

• Pero se ha demostrado que cuando al ser humano se le quitan funciones para asignárselas a un artefacto, los siguientes procesos actuaran diferentemente:– Los procesos cognitivos.– Los procesos motivacionales (aburrimiento).– El estrés.



• Para decidir en el diseño los aspectos que corresponden a los seres humanos y los artefactos, Fitts estableció una lista en 1951 consistente en:



Los artefactos superan a los humanos en:

1. Habilidad para responder rápidamente a señales de control y ejercer una gran fuerza fácilmente y con precisión.

2. Habilidad para ejecutar tareas repetitivas y rutinarias.

3. Habilidad para almacenar información brevemente y después borrarla completamente.

4. Habilidad para razonar deductivamente, incluyendo la actividad de computación.

5. Habilidad para manejar operaciones muy complejas, por ejemplo hacer muchas cosas al mismo tiempo.

Los humanos superan a los artefactos en:

1. Habilidad para detectar pequeñas cantidades de energía visual o acústica.

2. Habilidad para percibir patrones de luz y sonido.

3. Habilidad para improvisar y usar procedimientos flexibles.

4. Habilidad para almacenar grandes cantidades de información por lrgos periodos de tiempo y recordar los hechos relevantes en los momentos apropiados.

5. Habilidad para razonar inductivamente.

6. Habilidad par emtir juicios.



• Por tanto, la conducta humana debe ser modelada en su interacción con el ambiente.

• Vicente y Wang propusieron en este contexto la Teoría Ecológica de la Pericia para explicar como los expertos adquieren sus habilidades y dentro de esta teoría lo que llaman la Hipótesis de la Armonización de los Límites (CAH).

• Estas pueden ayudarnos a entender la postura de los ergónomos cognitivos sobre el papel del sistema cognitivo humano y el ambiente en el sistema cognitivo conjunto.



• Para explicar por que el experto es mejor en las tareas de recuerdo que los novatos se parte del mecanismo básico del agrupamiento.

• Este es un mecanismo por el cual el sistema cognitivo humano constituye unidades significativas superiores a partir de la combinación de unidades más pequeñas.

• Vicente y Wang distinguen entre una Teoría de

Procesos y una Teoría del producto.



• La teoría de Procesos ofrece explicaciones de porque los expertos son mejores que los novatos basándose solo en los procesos cognitivos implicados en el dominio de conocimientos.

• La Teoría del Producto describe la conducta del sistema sin referencia a los procesos o mecanismos por los cuales se genera la conducta. Es más una teoría de la conducta.



• Para explicar estas teorías valen la parábola de la hormiga en la playa.

• ¿por qué la hormiga sigue ese camino para llegar al punto deseado?



• Por otro lado, la Hipótesis de la Armonización de los

Límites establece que la adquisición de habilidades podría ser entendida como la adaptación a las restricciones impuestas por el medio.

• Las personas desarrollan estrategias para adaptarse al medio y los procesos cognitivos implicados en cada estrategia dependerán de las características del ambiente.



• Para explicar esta hipótesis debemos de distinguir las categorías de conducta humana de acuerdo a las diferentes formas de representar las condiciones del ambiente y que representan diferentes tipos de control cognitivo relacionadas por Rasmussen.

• Estas son las siguientes:– Nivel basado en el conocimiento: Ante una situación nueva se

necesita planificar una secuencia de acciones para alcanzar el objetivo con éxito.

– Nivel basado en reglas: Cuando la situación no es nueva, las acciones dependerán de reglas del tipo SI (condición) → ENTONCES (acción)

– Nivel basado en habilidades: Cuando una persona está familiarizada con la tarea, se forma una secuencia de acciones bien aprendida que no requiere el uso de recursos atencionales



• La conducta requiere razonamiento porque:– Hay que inferir.

– Tomar decisiones.

– Solucionar problemas nuevos.

• La relación entre los niveles de conducta, la representación del conocimiento y los procesos y reglas se encuentran en la siguiente tabla.



No es relevante. La simulación activa del modelo es controlada por las leyes de la naturaleza.

Modelos del mundo interno y din´mico, representando la conducta del ambiente y del cuerpo en tiempo real.

BASADA EN

HABILIDADES

Reglas relacionadas con la situación para la operación en el ambiente de la tarea

-Implícita en métodos de mapping

señal-acción.

-Modelos de caja negra.

BASADA EN REGLAS

-Heurístico y reglas para la creación y transformación de modelos.

-Mapping entre niveles de abstracción.

-Heurísticos de experimentos de pensamientos.

-Modelos mentales, representaciones explicitas de las relaciones estructurales.

-Relaciones parte-todo, medios-fines, causales, genéricas, episódicas.

BASADA EN EL

CONOCIMIENTO

PROCESOS Y REGLASREPRESENTACION DEL ESPACIO DEL

PROBLEMA

CONDUCTA



• La importancia de la clasificación de Rasmussen es que diferencia entre:– Conductas que requieren razonamiento (situaciones nuevas).– Conductas que no requieren razonamiento (basados en reglas o habilidades).

• Estos tres niveles pueden distinguirse también por la forma en que la persona interpreta la información del ambiente. Rasmussen distingue entre:– Señales: Tienen una buena base perceptual pues son indicadores

cuantitativos continuos de las condiciones del ambiente.– Signos: Son también señales perceptuales del ambiente pero que son

familiares y arbitrarias. Nos indican el estado del ambiente por experiencia previa.

– Símbolo: Es una estructura formal con significado que nos representa laspropiedades funcionales del ambiente (ej un ruido se relaciona con una determinada avería). Este conocimiento está almacenado en nuestra memoria formando un modelo mental.



• La distinción entre señales, signos y símbolos hace referencia a como la información es interpretada por un observador, no como es representada.

• La misma información, puede ser interpretada de las tres formas al mismo tiempo


ANALISIS COGNITIVO DEL SISTEMA COGNITIVO CONJUNTO

• La ergonomía cognitiva pretende analizar como la información es procesada por el sistema formado por los seres humanos y los artefactos dentro de un contexto socio-técnico determinado.

• La unidad de análisis ha sido tradicionalmente la persona. En ergonomía cognitiva se pueden utilizar unidades de análisis mayores donde varias personas con varios artefactos tienen que interactuar en un contexto social y técnico que crean unas determinadas condiciones para procesar la información y establece unas restricciones que deben ser respetadas por todos los miembros del grupo.


LA INTERACCION

• Es fenómeno de estudio de la ergonomía cognitiva.• Incluye los siguientes componentes y estados:

– Estímulos pertenecientes al ambiente (input).– Procesos peceptuales (convierten el input en una

representación interna para ser usada por otros procesos cognitivos).

– Producción de un output que actúa sobre el ambiente.– El output modifica el ambiente, que también puede

modificarse de forma autónoma, que se convierte en un nuevo input.


NIVELES DE LA INTERACCION

Diseño de instrumentos de input, feedback relacionado con input, problemas físicos, nausea, interacción con el mundo eal.r

Sensorio-motor.Interacción motora, realidad virtual

Atención, afrontamiento, lectura, compresión auditiva.

Percepción individualSistema de representación de datos, sistemas de output, manipulación directa

Representación del conocimiento, interpretación, búsqueda, modelos mentales, toma de decisiones, solución de problemas.

Procesamiento de la información compleja de un individuo

Sistemas basados en conocimiento,

sistemas de apoyo en la toma de decisiones.

Comunicación y coordinación.Cooperación CSCW, workflow

Más que ver con análisis que con diseño.

Organización, historia, cultura, trabajo a distancia, comunidades virtuales.

SocioculturalCMC, como un e-mail, conferencias, MUD

TEMAS DE INTERES PARA LA

ERGONOMIA COGNITIVA

NIVELESARTEFACTOS


LA INTERACCION

• Pero además, los trabajadores utilizan una serie de ayudas recordar cuestiones importantes realizadas con frecuencia. A esto se le denomina sistema funcional.

• Este se define como una constelación de estructuras, algunas internas al ser humano y otras externas, que están implicadas en algunas tareas que se realizan frecuentemente.

• En estos casos, la memoria es compartida entre:– El individuo.

– Los compañeros.

– Los artefactos Sistema cognitivo conjunto


LA INTERACCION

• Esto lleva a la conclusión que no podemos considerar, en ergonomía cognitiva, al individuo como algo individual sino que lo debemos considerar como inmerso en un grupo de personas y artefactos que están continuamente interactuando entre ellos.

• Así, Leontev (1978) propuso que la unidad de análisis para estudiar la conducta y la cognición humana era la actividad, siendo esta la unidad fundamental de las acciones humanas.


LA INTERACCION

• De esta forma se evita distinguir entre acciones internas y externas pues, todo son acciones.

• Esta es la Teoría de la Actividad.

• Dentro de esta teoría se deben incluir dos contextos:

– Social: Comunicación con otras personas.

– Cultural que incluye:

• Aquel en el que se encuentra inmersa la persona.

• La historia de los artefactos, las acciones y los pensamientos.


LA INTERACCION

• Así si se incluye un nuevo artefacto en un sistema cambiará la actividad, por lo que se modificará la forma en que el sistema cognitivo conjunto procesará la información.


EL DISEÑO

• El objetivo fundamental de la ergonomía cognitiva es el diseño de un sistema cognitivo cognitivo adecuado.

• Este diseño tiene varias etapas:– Diseño basado en el sistema.

– Diseño basado en el usuario.

– Diseño colaborativo.

– Diseño contextual.

– Diseño centrado en el aprendizje.


EL DISEÑO

• Hasta la década de los 80, el ergónomo solamente participaba en el momento final del diseño.

• A partir de entonces se introduce el concepto del diseño centrado en el usuario (ciclo de diseño) en el cual el ergónomo debe participar desde el principio del diseño.


EL DISEÑO

• El ciclo comienza con la detección de un problema, que el ergónomo deberá analizar mediante:

– Análisis cognitivo de la tarea.

– Análisis cognitivo del trabajo.

• El resultado es la creación de un prototipo conceptual del artefacto que debe solucionar el problema.

• Posteriormente se pone a prueba el prototipo.


EL DISEÑO

• Si la psicología cognitiva tiene la solución al problema, se aplicará esta sin más.

• Si no se tiene la solución al ser un problema nuevo se realizarán:– Experimentos de laboratorio.– Simulaciones.– Estudios de campo.

• Las últimas pruebas se realizan con usuario expertos, que valorarán la usabilidad del prototipo y si este ha solucionado el problema, antes de introducirlo en el puesto de trabajo.


EL DISEÑO

• Pero en la actualidad, el diseño debe considerar:

– El diseño para los aprendices.

– Las motivaciones que una sociedad o grupo tiene para diseñar un sistema.

– Los requerimientos que el sistema debe cumplir de acuerdo a los objetivos marcados por:

• La sociedad.

• Los debates.

• Las discusiones.

• Negociaciones. Entre los participantes.


EL DISEÑO

• En la actualidad se considera al diseño como actividad cooperativa en la que participan varias personas inmersas en una sociedad y que utilizan los artefactos para realizar actividades en común.

• Así, no solo es importante describir el sistema desde el punto de vista del sistema cognitivo humano sino que deberá analizarse además que la persona o personas hacen o harán con el sistema.


EL DISEÑO PARA ELIMINAR ERRORES

• Este diseño se debe realizar con la finalidad de evitar los errores de los trabajadores.

• Los errores son una de la mayores causas de producción de accidentes.

• Para la ergonomía cognitiva, un error es un fallo a la hora de realizar una tarea satisfactoria-mente, que no puede ser atribuido a factores que están más alládel control inmediato del ser humano.



• Estos errores so estudiados en un área conocida como análisis de la fiabilidad

humana que se entiende como la probabilidad de que una persona realice correctamente una actividad requerida por el sistema durante un periodo de tiempo sin llevar a cabo ninguna actividad extraña que pueda degradar el sistema.



– Los errores basados en el sistema cognitivo

conjunto:

• Trata de combinar los análisis de fiabilidad humana y los modelos cognitivos.

• Se parte de dos supuestos:

– Los errores no pueden explicados solamente desde modelos cognitivos de la conducta de la persona.

– La conducta de una persona está determinada por el contexto en que esta ocurre.



• Una persona puede encontrarse en uno de los siguientes modos de control:

– Errático: La elección de una respuesta es en impredecible (situación nueva).

– Oportunista: La siguiente acción está caracterizada por las características más salientes del contexto en lugar de los objetivos o intenciones.

– Táctico: El control está bajo los procedimientos y reglas que permiten una limitada planificación siempre que el contexto sea familiar y que los elementos que se perciban permitan disparar reglas aprendidas.

– Estratégico: La persona considera el contexto global para fijar los objetivos basándose en sus habilidades y conocimientos.



• Aspectos importantes del modo de control:

– La persona puede cambiar de un modo a otro, debiendo considerarse:

» El nivel de conocimientos del trabajador sobre la situación (los expertos en modo estratégico).

» Si la situación es continua y sin cambios, un trabajador experimentado puede pasar a modo de control táctico.

» Cuando se dan situaciones nuevas puede pasar a modo oportunista o errático.

– Relaciones entre los modos de control y la ejecución



0

20

40

60

80

100

120

Errático Oportunista Táctico Estratégico

Tipos de control

Fia

bilid

ad d

e ej

ecuc

ión

BAJA

MEDIA

ALTA



• Para analizar un error, debemos considerar entre:– Fenotipos:

» Los efectos.» Son los eventos que podemos observar en una situación como

causa de un error.– Genotipos:

» Las causas. Se pueden distinguir tres causas:o Las relacionadas con la persona: 3 grupos:

�Funciones cognitivas específicas (percepción, atención, memoria)

�Funciones generales de la persona (estados temporales psicofisiológicos).

�Funciones generales permanentes de la persona (estilos cognitivos o capacidades).

o Las relacionadas con los artefactos: Dependen de su diseño o Los relacionados con la organización.



» Errores de las funciones cognitivas específicas:

o Errores de observación: Procesamiento incorrecto de la percepción de estímulos ambientales.

o Errores de interpretación: Mal diagnóstico de la situación.

o Errores de planificación: Mala estrategia de solución de problemas.

o Errores de ejecución: Inadecuada ejecución de las acción.



• Con esta clasificación Hollnagel propone un método para el análisis de la probabilidad de que ocurra un error humano. Esta consiste en:

– Identificar los tipos de errores que son posibles en una tarea determinada.

– Clasificarlos por rangos cualitativos para identificar cuales son los que tienen menor probabilidad de ocurrir.



• Al analizar un accidente, Hollnagel propone comenzar por conocer el modo de error:



TIEMPO

Demasiado pronto,demasiado tarde,omisión

DURACIONDemasiado larga,demasiado corta

SECUENCIA

Inversa, repetición,comisión, intrusión

OBJETO

Acción incorrecta,objeto incorrecto

FUERZA

Mucha, poca

DIRECCION

Dirección incorrecta

VELOCIDAD

Demasiado rápidodemasiado lento

DISTANCIA

Demasiado lejosdemasiado cerca

Acciones erróneas

Acciones erróneas



• Posteriormente se buscará en las tablas de errores las posibles causas que han producido el accidente.


DEFINICION DE ERGONOMIA COGNITIVA

• Es el estudio de todas las actividades humanas (capacidades y limitaciones) relacionadas con el conocimiento y el procesamiento de la información que influyen o están influidas por el diseño de máquinas y objetos que usan las personas, relacionados con procesos de trabajo y entornos con los que interactúan.


INTRODUCCION A LA EGONOMIA COGNITIVA

• Se centra en especificar y dar recomendaciones de adaptación del diseño de soportes de información a ciertas características del usuario tales como:

– Procesos de input perceptivo (detección, clasificación, reconocimiento de patrones, etc.)

– Procesamiento cognitivo central (memoria, razonamiento, resolución de problemas, etc.)

– Procesos perceptivo-motores (más relacionados con los sistemas de respuesta y ejecución).



• Surge en ámbitos laborales que incluyen tecnologías de la información y la comunicación (ordenadores, etc.), aunque se extiende a otros entornos (de consumo, domésticos, de ocio, etc.).

• Se centra en el diseño o rediseño de productos relacionados con esas tecnologías, aunque se extiende a la interacción de las personas con cualquier entorno que presente alta concentración de información:– Consolas y paneles de control.

– Pantallas de ordenador.

– Señalizaciones.



• Profundiza en la adaptación de productos y entornos a las características y limitaciones psicológicas de las personas, en concreto a las capacidades de procesamiento de información del cerebro.

• Otras denominaciones similares de la ergonomía cognitiva:

– Psicología en la ingeniería (engineering psychology)

– Interacción persona – ordenador, IPO (human – computer

interaction, HCI)


CONTENIDOS DE LA ERGONOMIA COGNITIVA

• Percepción visual y auditiva y diseño de soportes de información

• El color y su uso en la presentación de información• Percepción y efectos del contexto en la codificación de

estímulos• Atención, ejecución en doble tarea y compatibilidad estímulo-

respuesta• Carga mental, vigilancia y asignación de funciones• Aprendizaje, ejecución habilidosa• Memoria y sus limitaciones en la ejecución de tareas

complejas• Lenguaje, lectura y comunicación hombre – ordenador• Resolución de problemas, razonamiento y procesos de control


OBJETIVOS

• Favorecer la usabilidad o facilidad de uso del producto o entorno, en términos de:– Reducir el esfuerzo cognitivo y los errores a la hora de usar el producto

(menor aprendizaje, menos transformaciones representacionales, menos recuerdo de estados intermedios en la resolución del problemas o recuerdo de información para realizar la tarea)

– Mejorar el rendimiento, la productividad y eficiencia con la tarea– Mejorar la seguridad– Mejorar el confort

• La usabilidad es adaptación al producto o entorno. Tal y como se aprecia en la Figura 1, el problema o desajuste antes de la interacción óptima tiene dos soluciones posibles para la mayor usabilidad por parte del usuario:– Solución 1 (directa): Mediante cambios en las personas, con esfuerzo

personal de aprendizaje– Solución 2 (indirecta, ergonómica): Cambios en el producto o entorno,

mediante rediseño.


OBJETIVOS


Gracias por su atención

JoséLuis Llorca Rubio - invassat.gva.es

Documents

Transcript of JoséLuis Llorca Rubio - invassat.gva.es