Когнитивные модели взаимодействия

Когнитивные модели описывают и предсказывают, как люди воспринимают, мыслят и действуют при использовании интерактивных систем, позволяя аналитикам оценивать производительность, такую как время выполнения задачи, до тестирования какого-либо пользователя.

Definition

Когнитивные модели взаимодействия — это формальные или количественные описания перцептивных, когнитивных и моторных процессов человека, задействованных при использовании системы, используемые для объяснения взаимодействия и прогнозирования таких показателей, как время выполнения задачи, без эмпирического тестирования.

Scope

Эта тема охватывает аналитические модели производительности человека во взаимодействии: модель человеческого процессора, семейство GOMS и модель уровня нажатия клавиш для прогнозирования времени выполнения задач экспертами, а также законы двигательной и перцептивной производительности, такие как закон Фиттса и закон Хика-Хаймана. В ней рассматривается, как эти модели предсказывают эффективность и влияют на выбор дизайна. Она не охватывает эмпирические метрики, собранные от пользователей, рассматриваемые в разделе «Метрики и измерения юзабилити», а также детали указания на уровне устройства, рассматриваемые в разделе «Методы ввода и взаимодействия».

Core questions

• Как можно предсказать время выполнения задачи до создания или тестирования интерфейса?
• Что говорит закон Фиттса о времени, необходимом для достижения цели?
• Как семейство GOMS декомпозирует задачи на цели, операторы, методы и правила выбора?
• Каковы сильные стороны и ограничения прогностических когнитивных моделей?

Key concepts

• модель человеческого процессора
• GOMS
• модель уровня нажатия клавиш
• закон Фиттса
• закон Хика-Хаймана
• прогностическое моделирование производительности
• время выполнения задачи экспертом
• операторы и методы

Key theories

GOMS и модель уровня нажатия клавиш

GOMS анализирует выполнение квалифицированных задач как цели, операторы, методы и правила выбора; ее простейший элемент, модель уровня нажатия клавиш, предсказывает время выполнения экспертом путем суммирования оценочных длительностей элементарных действий, таких как нажатия клавиш, указание и умственная подготовка.

Закон Фиттса

Время, необходимое для перемещения к цели и ее достижения, увеличивается с расстоянием и уменьшается с размером цели в логарифмической зависимости, что дает дизайнерам количественную основу для определения размера и размещения интерактивных элементов управления.

Модель человеческого процессора

Кард, Моран и Ньюэлл смоделировали человека как взаимодействующие перцептивные, когнитивные и моторные процессоры с характерными возможностями и временем цикла, обеспечивая основу для инженерных аппроксимаций производительности взаимодействия.

Clinical relevance

Когнитивные модели позволяют дизайнерам аналитически сравнивать альтернативы интерфейса, например, оценивать, какой макет меню или расположение элементов управления быстрее, без проведения исследований для каждого варианта; закон Фиттса, в частности, определяет размер и расположение целей в графических и сенсорных интерфейсах.

History

Книга Карда, Морана и Ньюэлла 1983 года применила когнитивную психологию к дизайну интерфейсов, основываясь на модели уровня нажатия клавиш, опубликованной в 1980 году, и на законе целенаправленного движения Фиттса 1954 года. Семейство GOMS позднее было сравнено и расширено Джоном и Кирасом, и прогностическое моделирование остается инструментом аналитической оценки наряду с эмпирическими методами.

Key figures

• Stuart K. Card
• Thomas P. Moran
• Allen Newell
• Paul M. Fitts
• Bonnie E. John
• David E. Kieras

Seminal works

• card1983
• card1980
• fitts1954

Frequently asked questions

Для чего используется закон Фиттса в дизайне интерфейсов?

Закон Фиттса предсказывает, сколько времени требуется для указания на цель, исходя из расстояния до цели и ее размера. Дизайнеры используют его, чтобы сделать часто используемые элементы управления больше или разместить их по краям и в углах экрана, которые эффективно легко поразить, тем самым сокращая время и усилия на указание.

Когда прогностические когнитивные модели более полезны, чем пользовательское тестирование?

Прогностические модели, такие как модель уровня нажатия клавиш, наиболее полезны на ранних этапах или при сравнении множества вариантов дизайна, поскольку они оценивают время выполнения задач экспертами дешево и быстро без привлечения пользователей. Они дополняют тестирование, которое все еще необходимо для выявления обучения, ошибок и реального поведения, которые модели упрощают.