Översikt modelleringsparadigm

Transkript

1 Detaljerad eller heltäckande modell Översikt modelleringsparadigm Detaljerad modell Är välgenomtänkt och korrekt in i minsta mekanism Heltäckande modell Fångar hela spektrumet av mänskligt tänkande och beteende Paradigm och verktyg anpassade till viss typ av modellering Symboliska modeller mer övergripande, heltäckande Konnektionistiska modeller mer korrekta, detaljerade Olika beskrivningsnivåer Symbolister Modellbeskrivning ska ligga på kunskapsnivån Sådant som en försöksdeltagare har självinsikt om och kan berätta om (tänka högt protokoll) Underliggande detaljer antas inte förändra beteende på kunskapsnivån Beskriver jag vad, behöver jag inte bry mig om hur detta åstadkoms i hjärnan Liknar högnivåprogrammeringsfilosofin: Vill inte behöva bry mig om hur detaljerna implementeras Olika beskrivningsnivåer Konnektionister Modeller ligger på mikro-process-nivå Produktionsregler antas uppstå (emergerar) från denna subsymboliska nivå Kan inte bortse ifrån neurala nivån Neurala nivån påverkar högre beskrivningsnivåer Ge viktiga insikter Viktigt med neural plausibilitet Modeller ska inte motsäga vad vi vet om neural beräkning T.ex. att minnen överlagras varandra, och att prototyper uppstår ur detta Olika täckning Olika paradigm olika framgångsrika på olika delområden Konnektionism: Framgångsrik på perception, motorik Symbolism: Bra på problemlösning, planering Ex på symboliska modeller ACT-R (Adaptive Control of Thought - Rational) Är ett exempel på unified architecture of cognition (= modelleringsramverk) Top-down-filosofi: Utveckling från övergripande ramverk till mer detaljerade modeller Produktionsregler + deklarativ kunskap (fakta) Heuristik för Vilka regler som ska avfyras Vad göra när inga regler passar in på situationen... 1

2 Ex på symboliska modeller EPIC (Executive Process/Interactive Control) Automatisering av GOMS-modellbygge Modell för uppgiftsutförande agent framför en dator Heltäckande (ej detaljerad på neural mekanism-nivå) Snyggt: Rudimentära perceptuella och motoriska processer som kan köras parallellt med det centrala kognitiva systemet Exempel på konnektionistisk modell SOS (Spatial and Object Search) Modell för visuell sökning som kräver uppmärksamhet Bygger på tidigare modell av visuell bearbetning Mycket detaljerad Välstrukturerad även på hög nivå Samverkan mellan övergripande modell-delar Bra exempel på utnyttjandet av konvergens hos flera källor av empiriska data Exempel på konnektionistisk modell Interactive activation Modell för läsförståelse Lokalistiskt nätverk Varje nod representerar någonting konkret Särdrag, bokstäver, ord Lager av noder som interagerar i båda riktningar Samtidigt tillfredställande av flera parallella krav ( parallel constraint satisfaction ) Exempel på integrerande modell Tar hänsyn till flera olika psykologiska experiment Hybrida modeller Vill ha modell som kan interagera med samma datoromgivning som mänskliga försökspersoner Dvs. perceptuell-motorisk förmåga T.ex. kombination av ACT-R och Emergent Utgångspunkt CPM-GOMS: Uppgiftsanalys Gray, W. D., Bonnie, E. J. & Atwood, M. E. (1993). Project Ernestine: Validating a GOMS Analysis for predicting and explaining real-world task performance. Human-Computer Interaction, 8, Planerad installation av nytt system för ett stort antal telefonoperatörer New England Telephone, dotterbolag till NYNEX Uppgift: Utvärdera tidsvinst per uppkopplat samtal för det nya systemet... innan det nya systemet installeras 2

3 Tel.operatörers uppgift Att koppla upp samtal (från automat eller vanlig telefon), och debitera till rätt ställe Hälsa kunden Ta reda på vem som ringer Ta reda på vart samtalet ska debiteras Kontrollera kontot, det personliga tel.kortet,... Ta reda på vart samtalet ska kopplas Koppla samtalet Gamla systemet Långsamt (300 baud) Textorienterad display Information visas som bokstavskoder Samma typ av information visas alltid på samma ställe på skärmen Färgkodat tangentbord Det nya systemet Snabbare svarstid (1200 baud) Kan visa en hel skärmsida med information Grafiskt gränssnitt Tangentbordet är specialdesignat för att minimera handrörelser Ofta använda tangenter grupperade tillsammans + Special-tangenter i stället för ofta använda två-tangent kombinationer CPM-GOMS Goals, Operators, Methods, Selection (Metoder = prekompilerade sekvenser av mål och operatorer) Cognitive, Perceptual, Motor operators Använder sig av Critical Path Method för att identifiera tidskritiska komponenter Bra på att analysera experter som utför en rutinuppgift, och som sällan gör fel CPM: Kognitiva operatorer Uppmärksamma visuellt (syn) - - Initiera ögonrörelse tal auditivt (hörsel) motorisk aktivitet (ex. tangenttryckning) kontrollera CPM: Perceptuella operatorer Uppfatta visuellt binär information (ex. närvaro av info) komplex information (ex. kontrollkoder) Uppfatta auditivt beep tystnad (under samtal) tal 3

4 CPM: Motoriska operatorer Tala (med kunden) Röra ögonen Röra handen horisontellt (mot en tangent) från viloläge till tangentbord ner: trycka ner tangent upp: släppa upp tangent Tidsåtgång för operatorer De operatorer som går att observera mättes i videoinspelningen Perceptuella operatorer sattes till normativa värden Ex. 290 ms för att uppfatta komplex visuell info Kognitiva operatorer schablon 50 ms Projektöversikt Analys på olika nivåer i modellen Fältstudier av 12 st. nya arbetsstationer Uppmätt skillnad i tid CPM-GOMS analys av 15 typiska samtalskopplingar Beräknad skillnad i tid Validering av CPM-GOMS analysen 1. Uppgift 2. Funktion 3. Aktivitet 4. Mål och operatorer (Model Human Processor) ökande detaljnivå Förklaring av de empiriska resultaten Aktivitetsnivå Operatorer från funktionella nivån blir delmål som genomförs via aktivitetsnivå-operatorer Ex. inhämta information kan innebära Lyssna efter pling Läs info från skärmen Lyssna till kunden På den här nivån blir det uppenbart att aktiviteter kan utföras parallellt Parallellitet 4

5 CPM-GOMS Flödesschema Aktiviteter beskrivs i ett delvis parallellt schema Noder = operatorer Länkar mellan noder = informationsflöde dvs. tidsmässigt beroendesamband Modellbygget Justering av flödesschemat Observation av tel.operatörer i arbete på det gamla systemet Vilken sekvens av mål, operatorer etc. Tidsåtgång för olika operatorer Uppsättning av flödesschema Bestämning av informationsflöden Anpassning av modellen till nya systemet Hur hade CPM-operatorer och motsvarande tidsåtgång sett ut på nya arbetsstationerna? Både enskilda operatortider och observerad total tid för aktiviteter var givna Redundansen möjliggjorde kontroll om modellen var konsistent (m.h.a. ett projektplaneringsprogram, MacProject) Vid inkonsistenser: Åter till observationer Ny kontroll Anpassning till nya arb.stationer Vad som behövde ändras från de gamla till de nya modellerna: Annorlunda tangenttryckningar tangentkombinationer handrörelser Snabbare systemresponstid Anpassning till nya arb.stationer Oförändrat: Operatorer för kund-operatör dialog Kognitiva, perceptuella operatorer Operatörers individuella särprägel (ex. skrivhastighet) 5

6 Critical Path Method Modelleringsresultat En parvis jämförelse av modeller (av gamla och nya systemet) förutsäger en genomsnittlig tidsförlust på 0,63 s för de nya arb.stationerna!!! Verklig testkörning av nya systemet Med nya arbetsstationerna tar 6% längre tid att koppla upp samtal Viss förbättring efter 4 mån träning, men asymptoten fortfarande +5% Orsaker enligt modellen Nya arbetsstationerna eliminerar enstaka tangenttryckningar (280 ms vinst per tangent) Skrivhastighet oftast inte tidskritisk Ger oftast ingen vinst i praktiken Skillnaden varierar inte med samtalskategori Orsaker enligt modellen (forts.) Vad modellen visade Nya arb.stationen snabbare på att visa en skärmsida med information Men, modellen visar att operatören inte behöver se hela skärmen för att hälsa kunden utan bara första raden information Nya arb.stationen långsammare på att visa allra första raden Förbättringar som missar sitt mål Nya systemet......eliminerat 7 st. tangenttryckningar Men, de ligger inte på critical path Alltså, ingen förbättring! 6

7 Små försämringar kan bli märkbara Nya systemet... introducerar 1 st. tangenttryckning Som ligger på critical path Resulterar i en märkbar försämring! Verklig testkörning av de nya arbetsstationerna Frågor som ställdes: Kommer det att finnas statistiskt pålitliga skillnader i tidsåtgång? Kan de läras bort eller beror de på inbyggda karaktäristika hos nya arbetsstationen? Blir skillnaden olika för olika samtalstyper, dvs. bör åtgärder vara anpassade till samtalstyp? Lite statistik... En benchmark (= fall) för varje samtalstyp Det var dessa fall som modellerades Benchmark-tider avviker dock från genomsnittstider för olika samtalskategorier med [-63% +49%] När viktad med hur ofta olika samtalstyper förekommer, ligger genomsnittliga avvikelsen inom Underförstått: När underlaget är dåligt (stor spridning) är det OK om modellen är ungefärlig Sigma, = standardavvikelse 68,3% Tillverkarens misstag Tog inte hänsyn till möjligheten att utföra parallella aktiviteter Tog inte hänsyn till informationsflödet mellan operatören och systemet (human-computer) operatören och kunden (human-human) Speciellt tidskritisk! Tidskritiska komponenter Att snabbt kunna komma igång med hälsningsfrasen: New England Telephone, may I help you? Att kunna utföra andra uppgifter medan systemet kör konto/telefonkortkontroll Att kunna initiera hand-, ögonrörelser i förväg Människa-människa kommunikationen är den mest tidskritiska faktorn! 7

8 Modellerarnas råd... Viktigt att profilera det som ska optimeras: Vilka delar lönar sig mest att optimera? Viktigt att ta hänsyn till Användnings-sammanhang: Ex. människa-människa kommunikation Människans perceptuella, motoriska och kognitiva förmåga Inte alltid häftigaste systemet är bäst 8