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Modelo de los
Factores HumanosMódulo 2
El módulo presenta un modelo de interacción humana con máquinas,
computadoras u otros sistemas y las posibles influencias ambientales
en esa interacción. Este modelo divide conceptualmente un sistema
en un “lado humano” y un “lado de la máquina” para ilustrar y
describir estas interacciones. Comprender las fortalezas y
debilidades comparativas del lado humano frente a la máquina de un
sistema es crucial para el diseño de sistemas de capitalicen las
capacidades humanas y compensen las limitaciones humanas.
Usuarios interactuando con sistemas complejos
FAA Sistema de
Reemplazo
Automatizado de
Terminal Estándar
(STARS)
Centro de Gestión de Tráfico
en Carreteras (Departamento
de Transporte, DOT, foto)
Propósito
Este módulo primero presenta un modelo general de los componentes básicos de lasinteracciones del sistema humano. El modelo se utilizara a los largo del curso paraproporcionar un marco conceptual para las consideraciones de Factores Humanos en eldiseño de sistemas y lugares de trabajo.
Segundo, describen las fortalezas y debilidades relativas tanto del ser humano como de lasmáquinas/sistemas. Comprender estos conceptos es importante para determinar, desde elprincipio en el diseño del sistema, qué funciones debe realizar el ser humano y quéfunciones debe realizar el sistemas. Deseamos:
• Utilizar las fortalezas tanto del ser humano como del sistema,
• Evitar la asignación de funciones a las debilidades/limitaciones de cualquiera.
A continuación, se aborda la variabilidad humana. Las máquinas/sistemas están diseñadospara funcionar dentro de tolerancias especificas, de modo que las máquinas idénticastienen características idénticas o casi idénticas. Por el contrario, los humanos varíandebido a las diferencias genéticas y determinadas por el medio ambiente. Estasdiferencias deben de tenerse en cuenta al diseñar productos, herramientas, maquinas ysistemas para “adaptarse” a la población de usuarios objetivo. Las capacidades y losatributos humanos difieren entre:
• Modalidades de los sentidos,
• Funcionamiento cognitivo,
• Tiempo de reacción,
• Tamaño físico y forma,
• Fuerza física.
Objetivos de la Lección
El Modelo del Factor Humano
Sistema Automatizado/máquina Sistema Humano
Componente de
Visualización de la Máquina
Componente Sensorial
Humano
Com
ponente
Cognitiv
o
Hum
ano
Componente
Musculoesquelético Humano
Componente de Dispositivo
de Entrada de la Máquina
Com
ponente
CPU
de la
Máquin
a Modelo de
Interacción de
Factores Humanos
Ambiente
El modelo presentado en este módulo está adaptado de David Meister, Factores Humanos:
Teoría y Práctica, 1971, y es una representación de cómo interactúan los humanos y los
sistemas. Se han agregado influencias ambientales en esa interacción. El modelo ilustra
un flujo de información típico entre los componentes "humano" y "máquina" de un
sistema. Este modelo se utilizará para introducir todos los demás módulos del curso.
Componente de Visualización de la Máquina Respuesta de pantalla
* Visual * Auditivo
* Táctil * Vibración
Consultas iniciales
Componente Sensorial Humano * Vision/ * Audicion /* Olfato/ *Gusto/ *Tacto
Componente Cognitivo Humano * Atención * Memoria (corto y largo plazo)
* Procesamiento de información * Toma de decisiones
* Inicio de Acción
Componente Musculoesquelético Humano * Coordinación Motora
* Acción de Rendimiento
* Manipulación de Objetos
Componente de Dispositivo de Entrada de la
Máquina
Recibe datos a traves de:
* Sensoress * Controles, Interruptores, Palancas
* Teclado, Raton, Bola de rastreo * Pantalla Táctil
* Voz
Componente CPU de la Maquina Procesos de Datos
* Realiza Procedimientos Programados * Almacena Datos
* Recupera Datos * Transmite Respuestas
Ambiente * Iluminación * Nivel de Ruido
* Calidad del Aire * Vibración
* Clima
Información Detallada de los Componentes
En este caso el modelo representa puntos de
transferencia de información o interfaces entre un
usuario y un teléfono celular. El modelo también
tiene en cuenta el entorno en el cual tienen lugar
las interacciones entre el usuario y el sistema.
Dicho modelo o diagrama puede ser útil al
principio del a contextualización y diseño del
sistema como un punto de partida para
determinar dónde, cuándo y cómo se puede
esperar que un usuario interactúe con un sistema.
Se puede utilizar para comenzar la definición de
qué información debe comunicarse entre el
usuario y el sistema y cómo realizará esta
comunicación. Para fines conceptuales, nuestro
modelo se divide en un “lado de la maquina” y un
“lado humano” incrustados en un “entorno”.
Componente de Visualización de
la Máquina
Componente Sensorial
Humano
Com
ponente
Cognitiv
o
Hum
ano
Componente
Musculoesquelético Humano
Componente de Dispositivo
de Entrada de la Máquina
Com
ponente
CPU
de la
Máquin
a
Lado de la Máquina Lado Humano
Ambiente/Entorno
Modelo de Factores Humanos
Aplicado a la Interacción del Usuario con un Teléfono
Celular
Información Detallada de los Componentes
Componente de visualización de la máquina
• Mostrar información de estado de la
instrucción.
• La pantalla auditiva transmite voz o timbre.
Componente sensorial humano
• Visión - ve los datos mostrados
• Audición - detecta timbre y voz.
• Vibración táctil del teléfono
Componente cognitivo humano
• Atiende al timbre/vibración o auto-iniciación
de la llamada.
• Mantiene la atención en la memoria de trabajo.
• Recuerda cómo usar el teléfono.
• Decide sobre la acción.
• Inicia la acción/respuesta motora.
Componente musculoesquelético humano
• Sostiene/manipula el teléfono
• Presiona manualmente las teclas
• La voz se activa
Componente del dispositivo de entrada de la
máquina
• Recibe la entrada de datos a través de
pulsaciones de teclas o voz
Componente CPU de la máquina
• Procesa los datos
• Utiliza la memoria de la CPU para iniciar la
respuesta a las instrucciones
codificadas/programadas
• Envía información para mostrar
• Recupera números de teléfono del
almacenamiento de memoria
Los Humanos son mejores que
las Máquinas en:
•Funciones Sensoriales
•Habilidades Perceptivas
Generalización del
estímulo
Conceptos Abstractos
•Flexibilidad
Habilidad para improvisar
•Juicios
•Retiro Selectivo
•Razonamiento inductivo
Componente Sensorial
Humano
Com
ponente
Cognitiv
o
Hum
ano
Componente
Musculoesquelético Humano
Lado
Humano
Ambiente/Entorno
Información Detallada de los Componentes
Componente Sensorial Humano • Visión
• Oído
• Olfato
• Gusto
• Tacto
Componente Cognitivo Humano • Atención
• Memoria (corto y largo plazo)
• Procesamiento de Información
• Toma de decisiones
Inicio de la Acción
Componente Musculoesquelético Humano • Coordinación motriz
• Actuación de acción
• Manipulación de objetos
Las Máquinas son mejores que
los Humanos en:
•Vigilancia
•Velocidad y potencia
•Detección del sensor fuera del rango
humano
•Trabajo rutinario
•Cálculo
•Almacenamiento de memoria a corto plazo
•Actividades simultáneas
Componente de
Visualización de la Máquina
Com
ponente
CPU
de l
a
Máquin
a
Componente de Dispositivo de
Entrada de la Máquina
Lado de la
Máquina
Ambiente/Entorno
Información Detallada de los Componentes
Componente de Visualización de la
MáquinaRespuesta de pantalla
• Visual
• Auditiva
• Táctil
• Vibración
Inicio de consultas
Componente de Dispositivo de Entrada de la
MáquinaRecibe datos a través de
• Sensores
• Controles, interruptores, palancas
• Teclado, ratón, bola de rastreo
• Pantalla táctil
• Voz
Componente CPU de la Máquina Procesos de datos
• Realiza Procedimientos Programados.
• Almacena datos
• Recupera datos
Transmite respuestas
Comparación entre el Humano y la Máquina
Al inicio del desarrollo de los factores humanos como disciplina, Paul Fitts propuso
la siguiente comparación de las capacidades humanas y de la maquina. Aunque los
rápidos avances en tecnología promete aumentar significativamente las habilidades
de la “maquina”, este resumen sigue siendo valido y es un “clásico” en el campo
de los factores humanos.
EL HUMANO SUPERA A LAS MÁQUINAS
EN:
1. Capacidad para detector pequeñascantidades de energía visual y acústica.
2. Habilidad para percibir patrones de luz osonido.
3. Capacidad para improvisar y utilizarprocedimientos flexibles.
4. Capacidad para almacenar grandescantidades de información durantelargos periodos y para recordar hechosrelevantes en el momento adecuado.
5. Capacidad de razonar inductivamente.
6. Habilidad para juzgar.
LAS MÁQUINAS SUPERAN A LOS HUMANOS EN:
1. Capacidad para responder rápidamente a lasseñales de control y para aplicar una granfuerza de manera suave y precisa.
2. Capacidad para realizar tareas repetitivas yrutinarias.
3. Posibilidad de almacenar informaciónbrevemente y luego borrarla por completo.
4. Capacidad para razonar de maneradeductiva, incluida la capacidadcomputacional.
5. Capacidad para manejar operacionesaltamente complejas, para hacer muchascosas diferentes a la vez.
Diferencias Humano-Máquina
Otras diferencias importantes entre los humanos y las máquinas son:
Las maquinas se pueden modificar, rediseñar y adaptar, los humanos no pueden. Los
humanos nacen con diferencias innatas, genéticamente determinadas y definidas
por el ambiente. Las aptitudes o habilidades innatas se desarrollan a través de la
educación y la formación.
Las maquinas pueden fabricarse para ser idénticas, con resultados o rendimientos
idénticos o casi idénticos. Los seres humanos no son idénticos y varían en todas las
características sensoriales, cognitivas, físicas y de rendimiento. Los aspectos
específicos del desempeño humano pueden hacerse mas iguales a través de la
educación y la capacitación. La varianza humana y su impacto en el diseño de
sistemas son los temas de la siguiente sección.
Vive la Différence! Viva la Diferencia! Vive la Differenza!
La sección anterior cubrió algunas de las capacidades y limitaciones compartidas por los
humanos. Sin embargo, dentro de estas capacidades y limitaciones, los individuos difieren
notablemente. Esta sección describe cómo se miden, analizan y utilizan estas diferencias en el
diseño de productos y sistemas. Para ilustrar este concepto de variabilidad, hemos elegido
antropometría y biomecánica, aunque los seres humanos varían en todas las modalidades de
los sentidos y las capacidades cognitivas, así como los atributos físicos.
Medir y analizar las diferencias humanas
Para comprender y analizar la variabilidad humana para que podamos
adaptarla al diseño del sistema(producto), empleamos conceptos
estadísticos como:
Población
Muestra
Distribución de frecuencias
Población se refiere al grupo que deseamos estudiar. Sin embargo, debido
a que una población suele ser bastante grande, usamos técnica
estadística llamada “muestreo”.
El “muestreo” es seleccionar un conjunto de miembros de la población
que esperamos que sean “representativos” de toda la población. Para
ayudar a garantizar que la “muestra” sea representativa, estos individuos
se seleccionan al azar, un método que se denomina “muestro aleatorio”.
Recopilación y compilación de datos
Una vez que hemos recopilado los datos de la muestra, podemos inspeccionarlosvisualmente y analizarlos con métodos estadísticos. Recuerde que una de lascapacidades humanas es extraer inferencias fácilmente de la información gráficao pictórica. Por lo tanto, convertiremos nuestros datos a una tabla de frecuenciasque luego se traza como un diagrama de distribución de frecuencias. Esto nospermitirá buscar tendencias en los datos y realizar algunos cálculos estadísticosbásicos.
Frequency Data Table Test Scores Grouped by 5-Unit Intervals
N=7300, Avg.=74.1
Class/Group Class Interval Frequency
1 95-99 200
2 90-94 200
3 85-89 500
4 80-84 900
5 75-79 1600
6 70-74 1800
7 65-69 1100
8 60-64 600
9 55-59 300
10 50-54 60
11 45-49 40
Incluso antes de trazar los datos, podemos comenzar a ver las tendencias de los
datos solo desde la tabla de datos de frecuencia.
Distribución Normal
Para trazar estos datos, construimos un histograma y conectamos los puntos medios
de las barras resultantes. Esto nos da una grafica de la distribución de la frecuencia
de las puntuaciones o, como suele denominarse, la distribución de la frecuencia.
La mayoría de los sistemas biológicos, incluido el
humano, se distribuyen “normalmente’. Es decir,
cuando la frecuencia de aparición de un atributo
o característica especifica se determina y grafica,
el grafico resultante será una curva “normal”,
también denominada curva “en forma de
campana” o distribución Gaussiana.
Los puntos de datos están normalmente (es decir,
de una manera regular) distribuidos sobre la
media (el promedio).
Muchas pruebas estadísticas suponen que los
datos están “normalmente” distribuidos sobre la
media, que de hecho estamos probando una
población y que no hay otras variables dentro de
esta población que confundan nuestros hallazgos
Frequency Distribution Diagram Diagrama de la Distribución de Frecuencia
Distribución “Bi-modal” (continuación…)
Si tuviéramos una muestra de una población de estudiantes de ultimo ano de secundario en la
fuerza de agarre de la mano, probablemente obtendríamos una distribución que se parece a la
siguiente:
Frequency Distribution Diagram showing a bi-modal distribution indicating
two separate underlying populations. Diagrama de Distribución de Frecuencia que muestra
una distribución bi-modal que indica dos poblaciones
subyacentes separadas
Esta distribución es típica de una distribución “bi-modal” e
indica que en realidad hay dos poblaciones subyacentes
separadas y no una. En este caso, las dos poblaciones son:
masculina y femenina con diferentes distribuciones para cada
una. Dado que muchas pruebas estadísticas son validas solo para
distribuciones normales(unimodales), es importante probar
nuestras distribuciones de datos antes de continuar con la
evaluación estadística el análisis o las conclusiones erróneas de
riesgo.
Comprender las diferencias individuales y la distribución de la
variabilidad humana a través de rigurosas pruebas estadísticas
con conceptos “centrales” dentro de los Factores Humanos.
Para ilustrar como se aplican estos conceptos, a continuación
abordaremos la antropometría.
Antropometría
El estudio de la Antropometría (medición humana) se ocupa de los tamaños físicos
y las formas de los humanos. De particular interés son las diferencias entre las
diversas poblaciones (hombres v.s mujeres, norte de Europa vs. Japoneses).
Anthropometric Variance Parameters
Gender
height, size, weight,
strength, and body
segment proportion
Age
height, size, weight, strength, and body segment proportion
Ethnicity height, size, weight, and
body segment proportion
Parámetros de Varianza Antropométrica
GéneroAltura, talla, peso, fuerza y
proporción del segmento
del cuerpo.
EdadAltura, talla, peso, fuerza y
proporción del segmento
del cuerpo.
EtniaAltura, talla, peso, fuerza
y proporción del segmento
del cuerpo.
Significado
La Antropometría literalmente significa hombre (antropo) y medidas (metría). Es
la medida del tamaño y las proporciones del cuerpo humano, así como los
parámetros tales como las capacidades de alcance y rango visual. Son necesarios
datos precisos sobre la altura, peso y tamaño de los segmentos del cuerpo para
diseñar artículos que van desde ropa, muebles, automóviles, autobuses, vagones
del metro hasta transbordadores y estaciones espaciales. La antropometría nos
permite dimensionar apropiadamente el tamaño de los objetos, incluidas las
interfaces del sistema, para que se “ajusten” al usuario.
Antropometría (continuación…)
En la sección anterior aprendimos que hay diferencias individuales en las
características humanas y que estas siguen una distribución normal. Esto es cierto con
las mediciones antropométricas.
Usted tal vez ha escuchado la expresión “para diseñar para el 5º percentil femenino al
95º percentil masculino.” Esto significa que por la medida antropométrica
seleccionada, como la altura, el limite inferior de nuestro rango es la altura del 5º
percentil femenino y el limite superior es la altura del percentil 95º masculino. Este
rango incluye al 90% de la población esa única medida seleccionada.
Antropometría (continuación…)
Nuevamente usamos el concepto de“población”. Este es importante enantropometría, ya que hay diferenciasen el tamaño y las proporciones delcuerpo debido a la edad, género y laetnia. Por eso, para seleccionarcorrectamente los datos a utilizar,debemos saber algo respecto a lacomposición de la población y conocerqué porcentaje de la poblaciónqueremos incluir. El rangoantropométrico será muy diferente síestamos diseñando productos parajugadores profesionales basketballmasculino, que si diseñamos productospara el público en general.
Stature (Item 34) in inches
1st 5th 50th 95th 99th Men 63.1 64.8 69.1 73.5 75.2 women 58.4 60.2 64.1 68.4 70.1
Functional Reach (Item 43) in inches
1st 5th 50th 95th 99th Men 28.4 29.1 31.5 34.1 35.3 women 25.9 26.7 28.9 31.4 32.4
Datos de la guía de diseño de Factores Humanos de la FAA
Antropometría (continuación…)
Al escoger la medida antropométrica apropiada para usar, debemos saber nos solo la
población de usuarios, sino también la aplicación especifica o el problema de diseño. Sí
estamos diseñando portaequipajes elevados para el transporte público, probablemente
con incluir al 90% de la población de pasajeros sea suficiente. Sin embargo, si estamos
definiendo la posición de un botón de emergencia, debemos tomar en cuenta al 99% de
la población de pasajeros, incluidos los usuarios de sillas de ruedas.
High Forward Reach Limit
High and Low Side Reach Limits
Datos del Departamento de Justicia ADA Titulo III, Reglamento 28 CFR
Parte 36
Limite de alto alcance hacia
adelanteLimite de alcance lateral alto y bajo
Biomecánica
Biomecánica (bio=vida + máquina) es la aplicación de los principios de mecánica
y la física para medir las fuerzas ejercidas por y sobre las formas vivas.
Los Factores Humanos se ocupa principalmente de la biomecánica ocupacional,
que es la aplicación de los principios a la medición de las fuerzas ejercidas por y
sobre el cuerpo humano durante la realización de un trabajo. Estas mediciones
se utilizan para determinar las tolerancias físicas de rendimiento en el trabajo
con el objetivo de maximizar el rendimiento en el trabajo y al mismo tiempo
proteger la seguridad y salud laboral del trabajador.
La aplicación de los principios de mecánica y los sistemas de palanca al cuerpo
humano requiere el uso de datos antropométricos, los datos críticos son la
distancia/ longitud de las palancas del cuerpo(huesos) entre las articulaciones.
La variabilidad humana en el tamaño
físico (antropometría dinámica)
también es importante en
biomecánica con respecto a la
población de trabajadores en
términos de genero, edad y etnia.
Aquí se muestra un ejemplo de
cálculos biomecánicos de las fuerzas
que actúan sobre la articulación
lumbosacra durante una tarea de
levantamiento. Tenga en cuenta que
las fuerzas difieren entre hombres y
mujeres debido a las diferencias
dependientes del género en las
proporciones del segmento corporal.
Es decir, la mayoría de las mujeres
tienen piernas cortas y torsos mas
largos que los hombres. (Tichauer,
1978, op.cit)
Male subject lifting an object (above)
Female subject lifting the same object (adapted from Tichauer, E. R., The Biomechanical Basis of Ergonomics: Anatomy
Applied to the Design of Work Stations, New York: John Wiley & Sons, 1978)
Sujeto masculino levantando un objeto (arriba)
Sujeto femenino levantando el mismo objeto (arriba)
(adaptado de Tichauer, E. R., Las bases biomecánicas de la ergonomía: anatomía aplicada al diseño de estaciones de
trabajo, Nueva York: John Wiley & Sons, 1978)
Biomecánica (continuación…)
Rendimiento
Hasta ahora en este modulo, hemos aprendido que los humanos varían en
capacidades y atributos sensoriales, cognitivos y físicos. Aprendimos que
estas variaciones pueden ser medidas y analizadas. Estas variaciones
contribuyen a las diferencias en el desempeño humano de las tareas. Las
diferencias en el rendimiento también pueden medirse y predecirse usando
técnicas apropiadas de estadística.
Estas mediciones y predicciones proporcionan una poderosa herramienta
para diseñar y evaluar sistemas. Por ejemplo, para diseñar una nueva
computadora persona (PC), conocer la velocidad máxima de activación de
las teclas en el teclado nos permitirá calcular qué tan rápido tendrá que
responder la computadora, para que no se perciba demora. La respuesta
lenta de la computadora puede molestar al usuario y también pueden
disminuir el rendimiento de la tarea del usuario.
La adaptación satisfactoria de la variación en el desempeño humano es un
determinante critico de la “usabilidad” de un sistema. Los criterios de
usabilidad deben determinarse al inicio del diseño del sistema, aplicarse de
manera iterativa a los largo del desarrollo, y usarse para evaluar el sistema
final resultante. Las habilidades de desempeño humano
deben ser factorizadas en el diseño del
Sistema.
Controladores de Trafico Aéreo en ruta,
usando el reemplazo del Sistema de
pantalla (DSR).
Resumen
En este módulo, usted fue introducido en el Modelo Conceptual del sistema de
interacción humana, representado abajo. Este modelo es usado en cada uno de los
otros módulos del curso para transmitir información especifica del tema del módulo.
Para complementar este modelo, se presentó una visión de comparativa de fortalezas
y limitaciones y diferencias inherentes del humano y de las máquinas.
Machine-Side Human-Side
Componente de Visualización de
la Máquina
Componente Sensorial
Humano
Com
ponente
Cognitiv
o
Hum
ano
Componente
Musculoesquelético Humano
Componente de Dispositivo
de Entrada de la Máquina
Com
ponente
CPU
de la
Máquin
aModelo de
Interacción de los
Factores Humanos
Ambiente/Entorno
Lado de la Máquina Lado Humano
Componente de Visualización de
la Máquina
Respuesta de pantalla
* Visual * Auditivo
* Táctil * Vibración
Consultas iniciales
Componente Sensorial Humano * Visión/ * Audición /* Olfato/ *Gusto/ *Tacto
Componente Cognitivo Humano * Atención * Memoria (corto y largo plazo)
* Procesamiento de información * Toma de decisiones
* Inicio de Acción
Componente Musculoesquelético
Humano
* Coordinación Motora
* Acción de Rendimiento
* Manipulación de Objetos
Componente de Dispositivo de
Entrada de la Máquina
Recibe datos a través de:
• Sensores * Controles, Interruptores, Palancas
* Teclado, Raton, Bola de rastreo * Pantalla Táctil
* Voz
Componente CPU de la Máquina Procesos de Datos
* Realiza Procedimientos Programados * Almacena Datos
* Recupera Datos * Transmite Respuestas
Ambiente * Iluminación * Nivel de Ruido
* Calidad del Aire * Vibración
* Clima
Cuadro Resumen
Resumen (continuación… )
Además, en este modulo se introdujo la varianza humana en relación con el
“lado humano’ del Modelo de Interacción de los Factores Humanos. Los
métodos estadísticos utilizados para medir la varianza humana fueron
brevemente cubiertos y se proporcionaron ejemplos usando antropometría y
biomecánica. La comprensión de estos principios básicos facilitara la
comprensión de el material presentado en el resto del curso. También
fomentara una apreciación de la importancia de considerar las diferencias
humanas durante el diseño de un producto o sistema.
Se recomienda que estudie los módulos en el orden en que se presentan. Si
debe detenerse antes de completar un modulo, marque la pagina para que
pueda volver fácilmente cuando este listo para completarlo.
El siguiente modulo es sobre “Usabilidad”, el siguiente tema de este curso de
Concienciación sobre los Factores Humanos.
