TEORÍA DE LA PERCEPCIÓN Y DE LA DETECCIÓN DE SEÑALES (IV)

Relacionado con el criterio de respuesta se encuentra la cantidad beta. Numéricamente, beta es la relación entre la altura de las dos curvas (señal a ruido) de la fi gura 7.2 en el punto de criterio en cuestión. Si el criterio se desplaza hacia la izquierda, beta disminuye cuando aumentan los éxitos, pero a expensas de un correspondiente incremento de falsas alarmas. Este comportamiento por parte del observador se llama arriesgado. Si el criterio fuera en el punto donde se intersecan las dos curvas, beta sería igual a 1.0. Por otro lado, si el criterio se desplaza hacia la derecha, beta aumenta cuando disminuyen tanto los éxitos como las falsas alarmas. Este comportamiento de parte del observador se llama conservador.

El criterio de respuesta (y beta) pueden variar fácilmente en función del humor o fatiga del inspector visual. No sería extraño que el criterio se desplazara hacia la derecha y la tasa de fallas se incrementara en notablemente las tardes de los viernes poco antes de la salida. Observe que existirá una reducción correspondiente del número de éxitos debido a que las dos probabilidades suman 1. De manera similar, las probabilidades de un rechazo correcto y falsas alarmas también suman 1. La variación en el criterio de respuesta se llama sesgo de la respuesta y pudo también haber cambiado con un conocimiento anterior o con cambios en la expectativa. Si se hubiese sabido que la máquina de soldar no estaba funcionando, probablemente el inspector hubiese desplazado el criterio hacia la izquierda, lo que incrementaría el número de éxitos. El criterio pudo haber cambiado debido a los costos o benefi cios asociados con los cuatro resultados. Si un lote de capacitores en particular hubiese sido enviado a la NASA para ser utilizados en el transbordador espacial, los costos de enviar componentes defectuosos hubiesen sido demasiado elevados y el inspector hubiese establecido un criterio muy bajo, lo que generaría muchos éxitos, pero también muchas falsas alarmas con los correspondientes elevados costos (por ejemplo, perder buenos productos). Por otro lado, si los capacitores estuvieran siendo utilizados en teléfonos celulares desechables de bajo costo, el inspector habría establecido un criterio muy elevado, lo que permitiría que muchos capacitores defectuosos pasaran a través del punto de verifi cación como fracasos.

TEORÍA DE LA PERCEPCIÓN Y DE LA DETECCIÓN DE SEÑALES (III)

Cuando aparece un capacitor, el inspector necesita decidir si la cantidad de soldadura es demasiada o si debe rechazar el capacitor. Ya sea mediante instrucciones o sufi ciente práctica, el inspector realiza un juicio mental estándar, el cual se muestra en la figura 7.2 como una línea vertical y se llama criterio de respuesta. Si la cantidad de soldadura detectada, la cual ingresa al sistema visual como un alto nivel de estimulación sensorial, excede el criterio, el inspector debe anunciar que existe una señal. Por otro lado, si la cantidad que se detectó es pequeña, se recibirá un nivel más pequeño de estimulación sensorial, por debajo del criterio, y el inspector deberá anunciar que no hay señal.

TEORÍA DE LA PERCEPCIÓN Y DE LA DETECCIÓN DE SEÑALES (II)

Puesto que el observador debe identifi car si la señal está presente y que sólo existan dos estados posibles (es decir, que la señal esté o no esté), hay un total de cuatro resultados posibles:
1. Éxito: lo cual dice que hay una señal cuando la señal está presente
2. Rechazo de la corrección: lo cual dice que no hay señal cuando la señal no está presente
3. Falsa alarma: lo cual dice que hay una señal cuando la señal no está presente
4. Fallo: lo cual dice que no hay señal cuando la señal está presente
Tanto la señal como el ruido pueden variar a través del tiempo, como ocurre en el caso de la mayoría de los procesos industriales. Por ejemplo, una máquina soldadora puede calentarse e inicialmente emitir una gota de gran tamaño sobre los capacitores o simplemente puede presentarse una variación “aleatoria” en los capacitores sin que se haya determinado una causa todavía. Por ello, tanto la señal como el ruido forman distribuciones de variación de la cantidad de soldadura de baja a alta, lo cual típicamente se modela como distribuciones normales superpuestas (fi gura 7.2). Observe que las distribuciones se superponen debido a que la excesiva soldadura sobre el cuerpo del capacitor puede provocar que se ponga en corto, lo cual provocará que el producto sea defectuoso (en este caso la señal). Sin embargo, si existe una cantidad excesiva de soldadura, pero principalmente en las puntas, es probable que el capacitor no se ponga en cortocircuito y, por lo tanto, se encuentre en buen estado (en este caso ruido). Debido al tamaño cada vez más pequeño de los productos electrónicos, los capacitores son menores que la cabeza de un alfi ler, por lo que la inspección visual de éstos no representa una tarea sencilla.

Figura Modelo de procesamiento de información humano

TEORÍA DE LA PERCEPCIÓN Y DE LA DETECCIÓN DE SEÑALES (I)

La percepción es la comparación entre la información que ingresa mediante el estímulo y el conocimiento almacenado para categorizar la información. La forma más básica de percepción es la detección simple, esto es, determinar si el estímulo está en realidad presente. El punto en cuestión incrementa su nivel de complejidad si se le pide a la persona que indique el tipo de estímulo o clase de estímulo a la cual pertenece y que posteriormente llegue al punto de la identifi cación y el reconocimiento mediante el uso de experiencias previas y asociaciones aprendidas. La relación subsiguiente entre la memoria de largo plazo y la codifi cación sensorial se muestra en la fi gura 7.1. Esta última
es más compleja y puede explicarse en términos del análisis de características, la descomposición de objetos en formas geométricas o texto en palabras y secuencias de caracteres y, simultáneamente, de procesamiento de arriba hacia abajo o viceversa para reducir la cantidad de información que ingresa a la unidad de procesamiento central. Conceptualmente, el procesamiento de arriba hacia abajo se maneja mediante el uso de conceptos de alto nivel para procesar características perceptuales de bajo nivel, mientras que el procesamiento de abajo hacia arriba es operado a través de datos y guiado por características sensoriales.
La parte de detección de la codifi cación sensorial puede modelarse o, en el caso de tareas muy sencillas, cuantifi carse a través de la teoría de la detección de señales (SDT). El concepto fundamental del SDT es que, en cualquier situación, un observador necesita identifi car una señal (es decir, saber si está presente o no lo está) del ruido confuso. Por ejemplo, un inspector de calidad de una operación electrónica debe identifi car y eliminar los capacitores de circuitos defectuosos de los capacitores que están en buen estado que se utilizan en el ensamble de tarjetas de circuito impreso.
Los capacitores defectuosos representan la señal, la cual podría identifi carse por una cantidad excesiva de soldadura que genera un cortocircuito en el capacitor. En este caso, los capacitores en buen estado podrían considerarse ruido. Observe que se podría invertir el proceso de decisión fácilmente considerando que los buenos capacitores representaran la señal y los defectuosos el ruido. Lo anterior probablemente dependería de las proporciones relativas de cada uno.

MODELO DE PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN EN EL SER HUMANO

Se ha propuesto un gran número de modelos para explicar la forma en que las personas procesamos la información. La mayoría de estos modelos consisten en cajas negras (debido a que la información está relativamente incompleta) que representan las diferentes etapas del procesamiento. La fi gura 7.1 presenta uno de dichos modelos, el cual consta de cuatro etapas o componentes principales: percepción, selección de la decisión y la respuesta, ejecución de la respuesta, memoria y recursos de atención distribuidos en las diferentes etapas. El componente de la toma de decisiones, cuando se combina con la memoria de trabajo y la de largo plazo, puede considerarse como la unidad de procesamiento central mientras que el almacén sensorial es una memoria muy transitoria y se ubica en la etapa de entrada (Wickens, Gordon y Liu, 1997).

La teoría de la información mide la información en bits (IV)

Un ejemplo interesante se relaciona con el uso del idioma inglés. Hay 26 letras en el alfabeto (de la A a la Z) con un contenido teórico de información de una letra seleccionada al azar de 4.7 bits (log2 26 = 4.7). Evidentemente, cuando se combinan las letras para formar palabras, puede estar presente una cantidad de información signifi cativamente mayor. Sin embargo, existe una reducción sustancial de la cantidad de información que puede presentarse en realidad debido a que las probabilidades de ocurrencia son diferentes. Por ejemplo, las letras s, t y e son mucho más comunes de encontrar que la q, x y z. Se ha estimado que la redundancia del idioma inglés es de 68% (Sanders y McCormick, 1993). Por otro lado, la redundancia tiene algunas ventajas importantes respecto al diseño de pantallas y a la presentación de la información a los usuarios, temas que se analizarán posteriormente.

Un concepto fi nal relacionado es el ancho de banda o capacidad de un canal, esto es, la velocidad máxima de procesamiento de información de un determinado canal de comunicaciones. En términos de un operador humano, el ancho de banda de las tareas de procesamiento motoras podría ser tan bajo como de 6 a 7 bits/s o tan alto como de 50 bits/s en el caso de la comunicación de voz. Desde el punto de vista del almacenamiento sensorial sólo del oído (es decir, que la información no llegue a la etapa de la toma de decisiones), el ancho de banda se aproxima a 10 000 bits/s (Sanders y McCormick, 1993). Este último valor es mucho mayor que la cantidad real de información que es procesada por el cerebro en ese tiempo debido a que la mayor parte de la información que reciben nuestros sentidos es eliminada antes de llegar al cerebro.

La teoría de la información mide la información en bits (III)

Observe que la cantidad de información (0.469) que contiene una moneda balanceada es menor a la que contiene una moneda desbalanceada (1.0). La cantidad máxima de información se obtiene siempre y cuando las probabilidades sean equiprobables. Esto se debe a que, a medida que una alternativa se hace más probable, contiene menor cantidad de información (es decir, considere la luz indicadora del motor al arrancar el automóvil). Lo anterior nos lleva al concepto de redundancia y la reducción de información a partir de lo más posible debido a la desigualdad de las probabilidades de ocurrencia. La redundancia puede expresarse como

La teoría de la información mide la información en bits (II)

Si se consideran sólo dos alternativas, tales como el estado de encendido/apagado de un circuito integrado o el lanzamiento de una moneda balanceada, hay 1 bit de información presente. Si se consideran 10 alternativas equiprobables como, por ejemplo, los números del 0 al 9 pueden contener 3.322 bits de información (log2 10 = 3.322). Una forma sencilla de calcular log2 es utilizar la fórmula siguiente:

La teoría de la información mide la información en bits (I)

La teoría de la información mide la información en bits, donde un bit es la cantidad de información que se requiere para decidir entre dos alternativas equiprobables. El término bit proviene de la primera y última parte de las palabras binary digit que se utilizan en la teoría de computadoras y comunicaciones para expresar el estado encendido/apagado de un circuito integrado o el estado de polarización directa o inversa de pequeños fragmentos de núcleo ferromagnético que se utilizaron en las memorias de las computadoras arcaicas. Matemáticamente, esto se puede expresar como

TEORÍA DE LA INFORMACIÓN

La información, en el sentido cotidiano de la palabra, es el conocimiento que recibimos sobre un hecho en particular. Desde el punto de vista técnico, la información es la reducción de la incertidumbre acerca de ese hecho. Por ejemplo, el hecho de que se encienda un indicador luminoso del motor (aceite) cuando se enciende el automóvil proporciona muy poca información (además de que el foco funciona correctamente) debido a que se espera que este indicador se encienda. Por otro lado, cuando el mismo indicador luminoso se enciende cuando usted circula por la carretera, éste representa una cantidad signifi cativa de información acerca del estado del motor ya que es un evento inesperado y muy poco probable. Por lo tanto, existe una relación entre la probabilidad de que suceda un evento y la cantidad de información que contenga, la cual puede cuantifi carse mediante la defi nición matemática de información. Observe que este concepto no tiene nada que ver con la importancia de la información; esto es, conocer el estado del motor es mucho más importante que saber si el depósito de líquido limpiaparabrisas está vacío.

Diseño del trabajo cognitivo

Tradicionalmente, el diseño del trabajo cognitivo no se ha incluido como parte de la ingeniería de métodos. Sin embargo, debido a los continuos cambios en las ocupaciones y en el ambiente de trabajo, el estudio no sólo de los componentes manuales del trabajo, sino que también de sus aspectos cognitivos se ha convertido en un tema muy importante. Tanto las máquinas como los equipos se están haciendo cada día más complejos y automatizados —si no es que totalmente automáticos—. El operador debe ser capaz de percibir e interpretar enormes cantidades de información, tomar decisiones críticas y controlar las máquinas de una manera rápida y precisa. Además, se observa una transferencia gradual de trabajos desde el sector manufacturero al de servicios. En cualquier caso, por lo general se dará menor énfasis a la actividad física bruta y uno mayor al procesamiento de información y la toma de decisiones, en especial a través de las computadoras y toda la tecnología moderna asociada con ellas. Por lo tanto, este capítulo proporciona una explicación de la tecnología de la información, presenta un modelo conceptual básico del ser humano como elemento procesador de información y explica con detalles de qué manera se puede codifi car y presentar mejor la información con el fi n de obtener una máxima efi ciencia, especialmente con pantallas visuales y auditivas. Asimismo, en la sección fi nal se presenta un bosquejo de las consideraciones de software y hardware respecto a la interacción del ser humano con las computadoras.

PROBLEMAS - Diseño del ambiente de trabajo (XIII)

¿Qué cantidad de ventilación recomendaría usted en un salón cuya área fuera de 1 000 pies2 y techos de 12 pies de altura? Suponga que el tamaño de la clase pudiera ser de 40 estudiantes.