MEMORIA E ATTENZIONE

Scopo di questa lezione

Introdurre le nozioni base relative alla memoria umana e ai meccanismi attenzionali, utili per il progettista e il valutatore di interfacce utente

Temi• I sistemi di memoria umana e l’attenzione

• La memoria a breve termine

• La memoria a lungo termine

• Complementi: Mnemo-tecniche

I sistemi di memoria umana e l’attenzione

Model Human Processor

I SISTEMI DI MEMORIA

• Memoria sensoriale

• Memoria a breve termine (MBT), detta anche memoria di lavoro

• Memoria a lungo termine (MLT)

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Modello seriale

Memoria a breve

termine

Memoriasensoriale

Memoria a lungo

termine

decadimento decadimento?interferenza

reperimento

decadimento?interferenza

ripetizione

stimolo

(Atkinson & Shiffrin, 1968, et al.)

Memoria sensoriale

• “Registri” temporanei associati agli organi sensori

• Informazione sensoriale non elaborata

• Grande capacità

• Non richiede attenzione

• Persistenza dell’informazione brevissima: – visiva: 0,5 sec

– auditiva: 2? sec

• Diversi esperimenti ne suggeriscono la esistenza, a partire da G.Sperling, 1960

L’attenzione• E’ quel processo che ci permette di selezionare l’informazione che

arriva dai nostri sensi, che altrimenti sarebbe troppa• Sono state proposte varie teorie:

• L’attenzione è influenzata da fattori esogeni (es. caratteristiche degli stimoli esterni) e da fattori endogeni (es. motivazioni, emozioni, ecc.)

• Oggi si ritengono più importanti i fattori endogeni (motivazione, modelli mentali)

Memoria sensorialeMemoria sensoriale

ElaborazioneElaborazione RispostaRisposta

Stimolo 1

Stimolo 2

? ?

viene selezionato stimolo1

Esempio 1:

Attenzione selettiva: videoContare il numero dei passaggi di palla senza rimbalzo nel seguente video:

http://it.youtube.com/watch?v=qRNWvZa9MrM&feature=related

Che cosa faceva l’uomo con l’impermeabile?

Attenzione selettiva: esempio

Avete 3 secondi per contare i quadrati verdi nella slide che segue

Quanti erano i quadrati rossi?

Esempio 3

Implicazioni sul design

• Dove e come dirigere l’attenzione dell’utente durante l’interazione

• Come mantenere l’attenzione dell’utente sugli elementi desiderati

• Come evitare interferenze, che “sottraggano” l’attenzione dell’utente dagli elementi rilevanti

Joan MIRO 1925

Esempio: scroll bar

(MAC OS 8)

Esempio: Spotlight

Lo schermo su cui dirigere l’attenzione dell’utente durante la presentazione viene segnalato con uno spot luminoso

(Khan et al., CHI 2005)

Esempio: finestra attiva

Ne viene evidenziata la

cornice

La memoria a breve termine

Memoria a breve termine (MBT) • Capacità limitata: 7±2 “unità” (“chunk”) (G.Miller, 1956)

• Persistenza dell’informazione breve: 15-30 sec

• La persistenza aumenta con la ripetizione (ma ciò richiede attenzione)

• Usata per memorizzazione temporanea nei processi cognitivi

• Nuovi input ricoprono i contenuti precedenti (“interferenza”)

• Teorie recenti non la considerano un deposito passivo, ma un sistema di funzioni (“working memory”)

Esempio: 7 lettere

B X M T L D

Esempio: 7 lettere

B X M T L D

E ora...

• Contate all’indietro da 15 a 1, scalando di 3 in 3

• Quali erano le lettere precedenti?

Esempio: 9 lettere

W O V A P R D S N

Esempio: 9 lettere

W O V A P R D S N

Esempio: 12 lettere

M F B G R T L H J F Z O

Esempio: 12 lettere

M F B G R T L H J F Z O

Esempio: 15 lettere

L T R M J F E G Y Z A B N D K

Esempio: 15 lettere

L T R M J F E G Y Z A B N D K

Esempio: 15 lettere con significato

W I L L I A M M C M I L L A N

Esempio: 15 lettere con significato

W I L L I A M M C M I L L A N

6 parole

GATTO, CANE, DISCO, LATTE, CASA, AUTO

6 parole

GATTO, CANE, DISCO, LATTE, CASA, AUTO

9 parole

GATTO, CANE, DISCO, LATTE, CASA, AUTO, TOPO, ACQUA, MIELE

9 parole

GATTO, CANE, DISCO, LATTE, CASA, AUTO, TOPO, ACQUA, MIELE

15 parole, con significato

LA PICCOLA VOLPE ROSSA SALTO’ SUL GROSSO CANE RANDAGIO E LO FECE RUZZOLARE SUL MARCIAPIEDE

15 parole, con significato

LA PICCOLA VOLPE ROSSA SALTO’ SUL GROSSO CANE RANDAGIO E LO FECE RUZZOLARE SUL MARCIAPIEDE

Esperimento di Peterson & Peterson (1959)

Tempo (sec) fra presentazione e rievocazione

% d

i vo

lte

che

un

ite

m p

uò

ess

ere

riev

oca

to

(fra presentazione e rievocazione, lavoro mentale:contare all’indietro, per 3, velocemente)

Carico cognitivo

La quantità di “attività mentale” richiesta in un certo instantePuò essere rilevato, ad es., attraverso la misura della variazione della dilatazione della pupilla

Misure sperimentali suggeriscono che:

- differenti tipi di compiti causano differenti carichi cognitivi

- il carico diminuisce durante la transizione da un compito all’altro

Un esperimento per la misura del carico cognitivo: uso di un word processor

APCPS: Average Percentage Change in Pupil SizeIqbal, Adamcsyk, Zheng, Bailey, in CHI 2005

MBT: implicazioni sul design evitare di sovraccaricare la MBT dell’utente,

richiedendogli di memorizzare solo elementi significativi o familiari, in numero limitato

minimizzare comunque il ricorso alla MBT dell’utente, in presenza di altre attività cognitive (per evitare interferenza)

l’ansietà riduce le prestazioni della MBT: evitare situazioni di stress per l’utente

Esempio

Da: Microsoft Word 97

Per ricordarsi che cosa fare dopo aver premuto OK, occorre una memoria eccezionale, oppure carta e penna

MBT

Fatelo fare al computer, non all’utente

ora devo liberare la MBT…

… e allora prendo appunti e scarico MBT

… ma ora devoriesaminare gli

appunti

… per compiere le operazioni

Esempio: help in Windows

Quando eseguo le azioni la finestra va dietro l’altra, e non

vedo più l’help

Esempio: messaggi di errore sul web

Quando questo msg scompare, devo

ricordare tutte queste informazioni nella MBT!

Quando questo msg scompare, devo

ricordare tutte queste informazioni nella MBT!

Esempio: messaggi di errore sul web

In questo caso non sovraccarico la MBT: i msg di errore restano

visibili mentre correggo

Esempio: messaggi di errore sul web

Questa è una soluzione ancora migliore

Esempio: messaggi di errore sul web

MBT: chiusura

Noi sentiamo una forte pulsione a chiudere il compito corrente e scaricare l’informazione dalla memoria, per renderla disponibile a nuove informazioni / elaborazioni

Implicazioni sul design:- strutturare le attività dell’utente in compiti semplici e ben definiti- richiedere all’utente di svolgere i compiti in modo sequenziale, e non parallelo (terminare un compito prima di farne iniziare un altro)

1 2 3

qui la MBT viene scaricata

Chiusura: esercizioBANCOMAT: Quale delle due interfacce è la migliore e perchè?

Chiedere il codice

Chiedere l’importo

Emettere le banconote

Restituire la tessera

Restituisce la tessera

Emettere le banconote

Soluzione 1 Soluzione 2

Interferenza

Interferenze possono creare interruzioni nei processi cognitivi, generando rallentamenti e stress

Esempi:– Segnali acustici (telefono, SMS, mail,…)– Segnali visivi lampeggianti (segnali luminosi, banner, …)– …

Esempio: il cellulare in auto

Studi recenti suggeriscono che:

• L’uso del cellulare durante la guida quadruplica il rischio di collisione (come guidare da ubriachi)

• La causa principale del maggior rischio è l’impegno mentale della conversazione (e non la gestione manuale del telefono: in altre parole, il viva-voce non riduce il rischio)

• Durante la conversazione al cellulare il tempo di reazione agli stimoli visivi (es. l’auto davanti che frena, il semaforo) presentati al guidatore viene considerevolmente aumentato (raddoppia?)

Cfr.ad es. Schneider et al., CHI 2005

Esempio: effetto Stroop

Pronunciare ad alta voce il colore delle seguenti scritte:

Casa

Treno

Bambino

Rosso

Interferenza con il processo di lettura,

diventato “automatico”

(J.R.Stroop, 1935)

La memoria a lungo termine

Memoria a lungo termine

• Ha capacità molto ampia (non se ne conoscono i limiti)

• Tempo d’accesso lungo (circa 0,1 sec)

• Persistenza di lunghissima durata: decadimento o interferenza?

• Funzioni (o sottosistemi) diversi

Rievocazione e riconoscimento

• Rievocazione: prelevare un’informazione dalla memoria

• Riconoscimento: confrontare un’informazione data con il contenuto della memoria

• La capacità di rievocazione e di riconoscimento aumenta col tempo totale di presentazione (presentazione singola o multiple)

Rievocazione e riconoscimento

E’ più “facile” riconoscere che ricordare

Rievocazione e riconoscimento (recall) dopo presentazione di sillabe senza senso (Luh, 1922)

Video

• Precious Images (1986), un assemblaggio lungo 6,5 minuti di scene classiche da 469 film famosi

• Durata media di ogni video: meno di 1 secondo

• I brevi spezzoni fanno ricordare le scene originali, e richiamano il loro impatto emotivo

http://it.youtube.com/watch?v=ZkomAdFxniw

MLT: funzioni

Memoria procedurale:Abilità percettive, motorie, cognitive (Es.: giocare a tennis, guidare l’auto, farsi il nodo alla cravatta)

Memoria dichiarativa:• Memoria episodica

Memoria di eventi ed esperienze personali, in successione temporaleEs.: che cosa hai fatto l’estate scorsa?

• Memoria semanticaMemoria di simboli e loro significato, concetti e relazioni

Organizzazione della MLT• Sembra organizzata sulla base di associazioni di significato.

• Le reti semantiche ne sono un possibile modello:

Riassumendo…

L’accesso alle informazioni nella memoria a lungo termine è facilitato da:

- frequenza dell’accesso

- tempo breve dall’ultimo accesso

- numero e tipo di legami associativi

- poche interferenze da altre informazioni attivate dalle stesse associazioni

MLT: implicazioni sul design Preferire il ricorso al riconoscimento piuttosto che alla

rievocazione

Presentare l’informazione ripetutamente

Costruire associazioni forti, ripetute e distinte, che non interferiscano fra di loro

Utilizzare associazioni visive

Esempio: Adventure games (I)

Colossal Adventure, 1983, ZX Spectrum

Ringmaster, 1984?, ZX Spectrum

Rievocazione(devo ricordarmi i comandi possibili)

Esempio: Adventure games (II)

Riconoscimento(i comandi possibili sono mostrati sul video)

Uninvited, 1986 (Mindscape, Macintosh

?

Ctrl + N = Selezione File + Selezione New

Alt + F + N = Selezione File + Selezione New

Esempio

EsempioChe cosa vi ricorda?

Complementi:Mnemo-tecniche

Come memorizzare

• Reiterazione / ripassoLa nuova informazione viene ripetuta più volte per essere memorizzata (“studiare a memoria” o “pensare al contenuto”)

• AssociazioneLa nuova informazione viene associata a un’informazione precedentemente memorizzata

• Associazione visivaLa nuova informazione viene associata a un’immagine visiva

Mnemotecniche: tecniche che aiutano a memorizzare informazioni in modo che siano facilmente recuperabili

Esempio: l’antica arte della memoria

• Mnemotecnica inventata dai greci (non c’era la carta, per scrivere i discorsi!)

• Trasmessa poi ai romani e da lì passata nella tradizione europea fino al rinascimento

• Aiutava a fissare i ricordi attraverso la tecnica di imprimere nella memoria “luoghi” e “immagini”

• Cfr il bellissimo libro “L’arte della memoria”, di Frances A.Yates, 1966 (Einaudi)

Loci et imagines

“le persone desiderose di addestrare la memoria devono scegliere alcuni luoghi e formarsi immagini mentali delle cose che desiderano ricordare, e collocare quelle immagini in quei luoghi, in modo che l’ordine dei luoghi garantisca l’ordine delle cose, le immagini delle cose denotino le cose stesse, e noi possiamo utilizzare i luoghi e le immagini rispettivamente come la tavoletta cerata e le lettere scritte su di essa”

Cicerone, De Oratore

L’importanza delle immagini

“Dobbiamo, dunque, fissare immagini di qualità tale che aderiscano il più a lungo possibile nella memoria. E lo faremo fissando somiglianze quanto più possibile straordinarie; se fissiamo immagini che siano non molte o vaghe, ma efficaci (imagines agentes); se assegnamo ad esse eccezionale bellezza o bruttezza singolare; se adorniamo alcune di esse ad esempio con corone o manti di porpora per rendere più evidente la somiglianza, o se le sfiguriamo in qualche modo, ad esempio introducendone una macchiata di sangue o imbrattata di fango o sporca di tinta rossa, così che il suo aspetto sia più impressionante; oppure attribuendo alle immagini qualcosa di ridicolo, poichè anche questo ci permette di ricordarle più facilmente. “

(Anonimo, Ad Herennium, circa 85 a.C.)

Johannes Romberch, Congestorium artificiose memorie (Venezia, 1533)

Johannes Romberch, Congestorium artificiose memorie,Venezia, 1533

Dove studiare

Sul libro di testo:– Cap.1: L’uomo (pagg.18-30)