Kognitiv psykologi Kognition / Minne Minnet: sekventiellt

Kognitiv psykologi
Minne:
Hur vi lagrar, återminns,
och känner igen tidigare
använda sinnesintryck
Anders Jansson
Informationsteknologi
Kognition / Minne
Kognitionsmodeller
IP-modellen,
Konnektionistiska teorier,
Prototypteori,
Kognitiv semantik,
Situerad kognition
Kognitiva processer
Perception, Uppmärksamhet, Minne, Problemlösning,
Kategorisering, Språk, Tänkande, Beslutsfattande m.fl.
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Minnet: sekventiellt
„
Vi inhämtar information
„
Vi använder information
„
Vi processar information
„
Vi sparar information
„
Vi återanvänder information
„
Vi tappar bort information
ƒ Inkodar
ƒ Uppmärksammar
ƒ Bearbetar
ƒ Lagrar
ƒ Återfinner, känner igen
ƒ Glömmer
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
1
Informationsteknologi
Tre kategorier av minne
„
Människan har tre olika typer av
minnen som följer den sekventiella
indelningen:
“ Sinnesbuffertar
“ Arbetsminne
“ Långtidsminne
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Sinnesbuffertar
„
„
„
„
„
Skyddar oss från alltför många intryck
Stöd för att fokusera uppmärksamheten
Räckvidd: Mellan 100 msek. och 3 sek.
Alla sinnesbuffertar har egenskapen att
de kontinuerligt töms
Olika typer av buffertar för olika sinnen:
“
“
“
”Iconic memory” – Visuellt
”Echoic memory” – Auditivt
”Haptic memory” – Haptiskt/Taktilt
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Sinnesbuffertar forts.
„
“Iconic memory”
“
“
Synintrycket
Durationen hos
synintrycket
fastställs genom
mätning av s.k.
eftereffekter
„
“Echoic memory”
“
Innehåller bl.a. en
playback-funktion
som gör det möjligt
att i efterhand
minnas vad en
person just sagt
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
2
Uppmärksamhet
Informationsteknologi
„
Teknisk definition
ƒ Allokering av informationsprocesskapacitet till
mentala aktiviteter (Kahneman, 1973)
„
Fördelad uppmärksamhet
„
Övervakning
ƒ Parallella aktiviteter som kräver ständig allokering
ƒ Passiv vaksamhet för att upptäcka avvikande
signaler
„
Sökning
„
Selektiv uppmärksamhet
ƒ Aktiv sökning efter bestämda mönster
ƒ Koncentrerat fokus ökar möjligheterna att mentalt
manipulera objekt
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Uppmärksamhet forts.
„
Uppmärksamhet kan vara både
frivillig och ofrivillig:
ƒ Frivillig uppmärksamhet kan vara att arbeta
med ett dokument man vill bli klar med
ƒ Ofrivillig uppmärksamhet kan vara att bli
störd av ständiga e-postmeddelanden
ƒ Skillnaden består i vilka och vems
intentioner det är som styr innehållet i det
man arbetar med
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Uppmärksamhet forts.
„
Uppmärksamhet kan också vara
både fokuserad och fördelad:
ƒ Fokuserad uppmärksamhet kan vara att
läsa en bok
ƒ Fördelad uppmärksamhet kan vara att köra
bil en sträcka man väl känner till
ƒ Skillnaden är i vilken grad den inblandade
tankeprocessen är automatiserad eller ej
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
3
Informationsteknologi
Fokuserad uppmärksamhet
„
Auditivt fokus
“ Olika
teorier om selektion och filtrering
stöd för tidig filtrering
“ Koppling till verbalisering
“ Starkt
„
Visuellt fokus
“ Påminner
mer om en zoom-funktion än
en spotlight-funktion, varierar med
uppgiftens svårighet
“ Först parallella, sedan sekventiella
processer
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Träning och skicklighet
„
Fördelad uppmärksamhet
“ Parallella
processer pågår nästan alltid
lite uppmärksammade av
forskningen
“ Ofta
„
Automatiserade processer
“I
operatörsmiljöer ser man ofta att
många minnesfunktioner är så väl
automatiserade att användarna själva
inte är medvetna om dem
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Interaktionsdesign 1
„
Uppmärksamheten ”spiller över”
från sinnesbuffertarna till
arbetsminnet:
ƒ Användare i datormiljöer, som ofrivilligt
måste ägna sig åt hur ett datorprogram
fungerar istället för att ägna sig åt den
arbetsprocess han eller hon är satt att
sköta, drabbas ofta av detta problem.
Stress och omotivation kan vara resultat av
en sådan arbetssituation
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
4
Informationsteknologi
Arbetsminnet
„
Arbetsminnet kan beskrivas som en
mental arbetsrymd med olika delar:
“ En
central processenhet
slavsystem för tillfällig lagring:
“ Två
ƒ Fonologisk loop: Språk- och hörselbaserad
mental arbetsrymd
ƒ Visuospatialt skissblock: Visuellt baserat
mentalt anteckningsblock
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Arbetsminnet forts.
Volym på 7 + 2 enheter
„ Avklingningstiden för objekt och
enheter är ca. 15 sek.
„ Mycket störningskänsligt
„ En enhet kallas en ”chunk”
„ En ”chunk" kan innehålla olika
mycket information beroende på hur
innehållet organiseras
„
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Arbetsminnet forts.
Den begränsade kapaciteten leder
till en omedveten önskan hos oss att
skapa ”chunks” för att optimera
användningen av arbetsminnet
„ Att framgångsrikt skapa en ”chunk”
för ett helt arbetsmoment innebär
effektiv användning av arbetsminnet
„
(jmf. med Gestaltlagen: Closure)
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
5
Informationsteknologi
Arbetsminne forts.
„
Hur organiserar du ett tel.nr.?
“ 08-55572886!
ƒ 08-55 57 28 86
ƒ 08-555 728 86
ƒ 08-55 572 886
„
Vilket mobilnummer väljer du?
“ 0708838484
“ 0738838484
“ 0733838484
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Arbetsminnet forts.
„
Arbetsminnets begränsningar gör att
vi minns objekt/händelser enligt
seriepositionseffekten
“ ”Först
in……
ƒ Orden eller objekten hinner lagras i
långtidsminnet!
“ ……
sist ut”
ƒ Orden eller objekten finns kvar i
arbetsminnet!
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Interaktionsdesign 2
„
”Chunking” och ”closure” är två
begrepp som har stor betydelse för
interaktionsdesign
ƒ Ett exempel är de tidiga bankautomaterna
där användaren fick pengarna innan kortet
lämnades tillbaka. Efter att alltför många
glömt sitt kort i automaten gjordes
interaktionsprinciperna om.
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
6
Informationsteknologi
Interaktionsdesign 3
„
En bra princip är
att se till att
användaren alltid
har all information
som behövs för att
slutföra ett arbetsmoment
Användaren ska
kunna koncentrera
sig på innehållet i
arbetsprocessen,
inte på hur datorverktygen fungerar
„
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Dagens tågtrafikstyrning
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
fred ag 29
novem ber
So
Cst
Ke
Hel
Ud l
So l
Km y
Nvk
Myn
No la
Sk by
Up v
R
Hgv
Rs
E by
06.00.00
Sä y
Kn
Mr
U
07.
-8
07.
5 60
790 9
9 56
7 90 9
7 809
2 28 3
7 90 8
2 20 4
2 68 3
7 80 8
.50
2 68 3
270 8
-10
Informationsteknologi
-2
8 20
2 209
2 70 7
780 9
7 90 7
.40
2 70 9
7 80 8
260 8
2 60
6 9
.30
-2
5 60
7 80 9
2 70 9
7 90 6
2 60 9
91
-2
.30
2 60 7
1 61 04
790 7
7 80 7
4 30
-1
-6
7 90 7
2 28 1
2 70 4
.20
7 90 6
7 80 6
270 6
-52
5 32
220 4
-1
2 70 5
-1
7 90 5
780 7
4 30
2 70 7
2 70 7
1 61 02
2 60 7
2 60 7
2 70 5
2 31 0
06.00.00
2 70 4
7 90 5
Sol
161 04
1 61 02
6
1
5
1
2 20 9
1
2 70 7
0
1
7905
4 30
-1
2
3
2 70 5
2
3
270 5
-4 1 61 04
2 704
2 704
4
2
2
3
-1
4
+2
1 61 04
2
2 60 7
3
1
2
2
1
2
3
2
3
1
2
3
4
3
4
1
2
1
2
1
4
3
7 80 7
2 20 9
5
7
1
Cst
So
Ke
Hel
Ud l
So l
Km y
Nvk
Hgv
Sk by
R
Up v
Myn
No la
Rs
Mr
E by
Kn
40.470 m
1
2
3
4
5
.34
.40
679 m
1886 ton
2 31 0
4
-1
7 905
2 31 0
1 61 02
2 209
2 607
4
7 905
Hgv
06.02 RST1 RC6 -9
SS
06.10
-5
26 3.9
132 40
1 6102
130 -3
70
-0
130
+2
7
7807
1
1
06.
2 310
430
270 5
2704
2
3
7 80 7
2 20 9
161 04
260 7
2 704
7 90 5
2704
.10
1 61 02
4 30
7 80 6
-3
06.08 RST1 RC6 -4
SS
06.44 -10
-3
40
100
2 20 9 -3
130
-2
70
.34
.40
-0
130
356 m
480 ton
6.560 m
Sä y
U
4
7905
Institutionen
för informationsteknologi | www.it.uu.se
7
Informationsteknologi
I många datorstödda
arbetssituationer blir
man hårt utsatt
Vi är till viss del
fortfarande
samma gamla
urtidsmänniska..
…blir
belastade
och
reagerar
med stress
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Långtidsminnet
„
Ingen information går förlorad
„
Allt som ska sparas kräver inlärning
„
Det kan vara svårt att hitta relevant
information vid behov, speciella
”triggers” kan behövas
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Långtidsminnet forts.
„
Två olika typer av
minne
“
“
Deklarativa minnet
Procedurella
minnet
„
Tre olika
inkodningsnivåer
“
“
“
Strukturell
inkodning
Fonologisk
inkodning
Semantisk
inkodning
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
8
Informationsteknologi
Typer av långtidsminnen
„
Deklarativa minnet
“
„
Episodiska minnet
Procedurella minnet
“
ƒ Händelse och tids-
styrt minne
“
Sensomotoriska och
kognitiva färdigheter
ƒ Inlärd skicklighet
inom olika områden
Semantiska minnet
ƒ Kunskapsminne
“
Klassisk betingning
ƒ Inlärning genom
omedveten och
automatisk
association
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Deklarativa minnet
„
Episodiska minnet
“
“
Händelsestyrt. En
serie av händelser
före/efter
Tidsstyrt. Abstrakta
modeller av tid
påverkar vårt sätt
att minnas
„
Semantiska minnet
“
“
“
“
Semantiska nätverk
Associationer mellan
objekt och händelser
Ofta använda
minnen förstärks
Rekonstruktivt, dvs.
det återskapar
förståeliga helheter,
dock ej alltid korrekt
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Inkodning
„
Inkodning sker på tre nivåer
“ Strukturell
inkodning
ƒ Mycket ytlig, t.ex. endast hur ett ord stavas
“ Fonologisk
inkodning
ƒ Något djupare, t.ex. att ljuda ett ord
“ Semantisk
inkodning
ƒ Djupaste inlärningen, ordets betydelse
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
9
Informationsteknologi
Inkodning forts.
„
Inkodningsprocesser baserade på
intentioner och medvetenhet
“ All
typ av minnesträning som syftar till
inlärning av bestående kunskaper
„
Automatiska inkodningsprocesser
“ När
minnet processar information om:
ƒ Frekvens
ƒ Spatial orientering
ƒ Temporal orientering
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Inkodning forts.
„
Två sätt att reducera den kognitiva
belastningen och frigöra resurser
“ ”Chunks
ƒ En ”mental ram” som tillåter att mindre
enheter av information kombineras till en
större enhet
“ Scheman
ƒ En ”mental ram” som tillåter att objekt och
begrepp lättare kan organiseras och
associeras med varandra
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Lagring
„
Minnet som ett nätverk
“ Associativa
nätverk
ƒ Sekventiella associationer mellan olika
objekt och begrepp i stora komplexa
nätverk
“ Neurala
nätverk
ƒ Varje begrepp eller objekt utgörs av ett
specifikt mönster av noder som aktiveras
exakt samtidigt (parallellprocesser)
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
10
Informationsteknologi
Kognitiv teori: nivåer
„
Andersons* fyra analysnivåer inom
kognitiv teori
1.
Rationell nivå
2.
Algoritmnivå
3.
Implementeringsnivå
4.
Biologisk nivå
(Approximation av beteendenivån)
(Verklig, beteendenivå)
(Approximation av neural nivån)
(Verklig, neural nivå)
* John Anderson: The adaptive
character of thought (1990)
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Olika sätt att återminnas
„
Återminnelse
“
“
“
Långsam
Ofta fel
Krävande
„
Igenkänning
“
“
“
Snabb
Träffsäker
Effektiv
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Interaktionsdesign 4
Tidiga datorgränssnitt byggde på
återminnelse, koder för olika
funktioner. Koder kräver djupare
inlärning
„ Nyare datorgränssnitt bygger i
högre utsträckning på igenkänning.
Symboler kräver ytligare inlärning
„
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
11
Informationsteknologi
Långtidsminnet är
rekonstruktivt: exempel
„
„
„
„
„
„
„
Bil
Fotboll
Symaskin
Fönster
Fågel
Skidspår
Astronaut
„
„
„
„
„
„
„
Banan
Päron
Plommon
Mandarin
Citron
Papaya
Mango
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Mentala bilder
„
Minnesstöd
“ Vilken
stad ligger längst norrut
ƒ Rom eller New York?
ƒ London eller Amsterdam?
“ Vilken
stad ligger längst österut?
ƒ Prag eller Stockholm?
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Glömska
Information som inte repeteras
försvinner ur minnet enligt en
bestämd funktion (eng. retention interval)
„ Viss information inkodas aldrig på
ett sådant sätt att den senare kan
återminnas
„
“ Vi
betraktar den som helt ointressant
uppmärksamhet fångar inte in den
“ Vår
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
12
Informationsteknologi
Glömska forts.
„
I huvudsak två olika teorier
“ Vi
glömmer genom successiv
avklingning
“ Vi glömmer genom interferens, dvs. vi
blandar ihop saker så att
källinformationen går förlorad
ƒ Proaktiv interferens
ƒ Retroaktiv interferens
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
Informationsteknologi
Glömska forts.
„
Prospektiv glömska: att glömma att
göra saker i framtiden
“ Bristande
planering
“ Bristande uppmärksamhet
„
Tillräckligt med kognitiva resurser
måste allokeras vid inkodningen för
att man ska minnas att utföra en
uppgift senare
Institutionen för informationsteknologi | www.it.uu.se
13