UDITO, TATTO, SISTEMA MOTORIO

Scopo di questa lezione Introdurre le nozioni di base relative alla percezione auditiva, al tatto, e al sistema motorio dell’uomo, utili per il seguito di questo corso

Temi L’udito Il tatto Il sistema motorio

L’udito

Il suono È il prodotto della vibrazione dell’aria, che viene raccolta dall’orecchio e trasmessa al cervello sorgente sonora (corpo in vibrazione) mezzo elastico (aria) onde di pressione orecchio

L’orecchio Un corpo che vibra genera compressione e decompressione dell’aria, che si trasmette in tutte le direzione sotto forma di onde. Le onde che raggiungono un orecchio animale o umano, vengono raccolte dal padiglione auricolare e convogliate sulla membrana del timpano. Questo è collegato con una catena di ossicini che trasferiscono le vibrazioni ad un liquido presente nell’orecchio interno. I movimenti del liquido stimolano i filamenti delle cellule ciliate, che generano gli impulsi nervosi. Si veda una bella animazione che spiega quanto sopra in: http://www.innerbody.com/anim/ear.html

Video Il funzionamento dell’orecchio: http://it.youtube.com/watch?v=skXQ6PuIc4s&feature=related

Caratteristiche fisiche del suono Tono (Pitch) la frequenza* della vibrazione Intensità l’ampiezza della vibrazione Timbro il tipo di suono Ogni onda sonora ha caratteristiche proprie come l'intensità o la lunghezza. Non si può sentire un suono se non ha una intensità sufficiente a far vibrare il timpano e lo stesso avviene se non ha la giusta lunghezza d’onda (l). Il numero di volte che una sorgente sonora vibra in un secondo viene chiamata frequenza e viene espressa in Hertz, quindi se un suono ha frequenza 100 significa che la sua sorgente vibra 100 volte in un secondo. L’orecchio umano è sensibile a frequenze da 20 a 15-20.000 Hertz * Il numero di volte che la sorgente sonora vibra in un secondo. Si misura in Hertz

Il sistema auditivo umano può udire suoni compresi fra 16-20 Hz (bassi) e circa 16 kHz (acuti) è più sensibile alle medie frequenze (fra qualche centinaio e qualche migliaio di Hz) può distinguere cambiamenti di frequenza di 1,5 Hz alle basse frequenze, ma è meno accurato alle alte frequenze può distinguere la posizione della sorgente sonora (stereo) può riconoscere bene cambiamenti di suono e suoni familiari effettua delle azioni di filtraggio del rumore di fondo (“effetto cocktail party”)

Intensità del suono e sensazione auditiva La relazione che lega la sensazione auditiva al fenomeno che l'ha generata non è di tipo lineare: al raddoppio del’intensità del suono non avvertiamo un raddoppio, ma molto meno: se l’intensità aumenta di 10 volte, avvertiamo il raddoppio del volume L’intensità percepita del suono si misura in decibel (dB): 20 log10 (P/P0) (P è la pressione sonora, P0 la pressione in assenza di suono)

Area di audibilità normale Sparo Concerto rock Clacson Falciatrice Conversazione normale Tic-tac orologio

Il suono nell’interazione uomo macchina Oggi è usato, sostanzialmente, per segnalare l’avvenuta occorrenza di eventi (es.: chiamata telefonica, arrivo di una mail, avvenuta cancellazione di un file, invio di un file alla stampante,…) Earcon (“icona acustica”): un breve suono o sequenza di suoni, ben riconoscibile, usato come simbolo suoni presenti in natura (es.: risate, applausi, fruscio, ...) suoni “astratti” si potrebbe fare di più, veicolando informazioni più complesse, es.: - Stato del sistema (es. suono di fondo per segnalare la esecuzione di un processo) - Contesto (es. suoni diversi per identificare contesti diversi)

Esempio: Skype

Esempio: Windows Vista Eventi ai quali è associabile un suono Suono associato Menu dei suoni

Esempio: Windows (segue) Alcuni eventi a cui è associabile una earcon: Accesso a Windows Disconnessione da Windows Notifica ricezione posta Notifica nuovo fax Avviso batteria quasi scarica Avviso livello batteria basso Apertura applicazione Chiusura applicazione Popup di menu Riduci a icona Stampa completata Connessione dispositivo Disconnessione dispositivo Impossibile connettere dispositivo Errore nell’applicazione ...e molti altri

Il tatto

Il tatto La superficie della pelle di tutto il corpo umano contiene numerose terminazioni nervose (“recettori”, di tre tipi diversi), che inviano segnali al cervello meccanocettori chemiocettori termocettori

Il tatto Con il senso del tatto siamo in grado di percepire informazioni molto complesse (freddo/caldo, asciutto/bagnato, liscio/ruvido, …)

Cinestesia La percezione della posizione del proprio corpo e dei propri arti, attraverso recettori situati nelle articolazioni (di tre tipi diversi)

Haptics “Haptic”: tattile “Haptics”: l’applicazione del senso del tatto all’interazione con il computer Esempio: feedback tattile

Esempio: barra braille Device di output, che trasforma il contenuto di una riga del monitor in un testo Braille a rilievo. Ci sono barre da 80, 40, 20 celle (=numero di crt)

Il sistema motorio

Temi L’importanza del feedback nell’apprendi-mento motorio La legge esponenziale della pratica La legge di Fitts

L’importanza del feedback In operazioni che richiedono apprendi-mento motorio, fornire sempre un feed-back all’utente Feedback = conoscenza dei risultati

Feedback e apprendimento motorio tentativi errori Feedback qualitativo Nessun feedback Feedback quantitativo

Feedback qualitativo: esempio

Feedback quantitativo: esempio posizione del cursore

Esempio: feedback visivo e touch screen Esperimento: digitare numeri di 4 cifre su una tastiera numerica visualizzata su un touch screen Nessun feedback Visualizzazione in un campo del numero digitato Visualizzazione 3D della depressione del tasto Entrambi i feedback (M.Deron, How Important is Visual Feedback When Using a Touch Screen?, Usability News, Winter 2000)

La legge esponenziale della pratica Il tempo necessario per effettuare un compito diminuisce con la pratica. In particolare, il tempo Tn per effettuare un compito all’n-esima prova è dato da: Tn = T1 n - dove   0.4 [0.2 ~ 0.6]

La legge esponenziale della pratica Tn = T1n- T1=10; =0.4 Inizialmente si migliora molto rapidamente … poi molto lentamente prove)

Un esperimento log Tn = C -  log n Per migliorare del 20% ci vogliono 1.000 prove Per migliorare del 20% ci vogliono 50.000 prove Un pannello ha 10 tasti situati sotto 10 luci. L’utente deve premere un sottoinsieme di tasti in risposta all’accensione di un sottoinsieme di luci. Il grafico mostra la curva teorica calcolata con la legge esponenziale della pratica, e i risultati dell’esperimento. Il grafico è su scala logaritmica doppia, in quanto su tale scala la legge esponenziale della pratica diventa una retta: log Tn = C -  log n (citato in Card, Moran, Newell, The Psycology of Human Computer Interaction, pag.59) Un pannello ha 10 tasti situati sotto 10 luci. L’utente deve premere un sotto-insieme di tasti in risposta all’accensione di un sottoinsieme di luci (Klemmer, 1962). NB: il grafico è su scala bilogaritmica

La legge di Fitts D S T = 100 log2(D/S + 0.5) Il tempo T necessario per muovere la mano su un bersaglio di dimensioni S a distanza D dipende dalla precisione relativa richiesta (rapporto D/S) Più un oggetto è piccolo e lontano, più tempo ci vuole a raggiungerlo D S In the 1950's, Fitts developed an Index of Difficulty (ID) for precise positioning movements. A positioning movement is one that starts from a known location, and proceeds to a known location. Fitts ID (measured in bits) was developed from information theory, and was: ID = log2[2d/w] where d is the distance from the starting point to the center of a known target, and w is the width of the target in the direction of movement. In a reciprocal tapping task, an individual taps back and forth between two targets as rapidly as possible. Fitts found, after conducting reciprocal tapping with several combinations of targets and distances, that positioning movement time to each target was a linear function of ID: MT = a + b[ID] This relationship has since become known as Fitts Law. It provides a means of comparing and predicting the difficulty of positioning movements. Fitts Law has modeled hand, arm, foot, and other manual motions for many different tasks. T = 100 log2(D/S + 0.5)

Esempio T(S) = 100 log2 (25/S + 0.5)

Esempio T(D) = 100 log2 (D/0.5 + 0.5)

Quindi... Bersagli lontani devono essere grandi Bersagli piccoli devono essere vicini Il tempo necessario per raggiungere il bottone è lo stesso nei due casi

Word 97

Esempio In molti casi il puntatore del mouse tende a restare nelle vicinanze della scrollbar Se applicassimo rigorosamente la legge di Fitts nel design dell’interfaccia, i bottoni di uso più frequente dovrebbero quindi essere posti vicino alla scrollbar

I menu migliori per la legge di Fitts 1. Pie 2. Pop-up 3. Tendina (nell’ordine)

Menu a tendina MAC OS 8

Pop-up menu

Pie menu

Pie menu nidificati

Dove studiare Sul testo: Cap.1: L’uomo (pagg.14-18) Cap.9: Il design universale (pagg.337-346)