Sistema cognitivo II: razonamiento y resolución de problemas tomas laurenzo laboratorio de medios · inco · fing · udelar Interacción persona computadora

sistema cognitivo II: razonamiento y resolución de problemas

tomas laurenzo

laboratorio de medios · inco · fing · udelar

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El ser humano es un ser racional.

• El ser humano es un ser racional. • El ser humano es un ser predeciblemente

irracional.

Irracionalidad predecible

• Dan Ariely.– economista comportamental.– israelí.


alta intensidad / corto tiempo vs.

baja intensidad / largo tiempo



• Las nurses pensaban que tenían el modelo adecuado del paciente.

• Para verificar eso: – prensa, electricidad, sonido– el “traje del dolor”


• Las nurses estaban ,al:– “no codificamos duración igual que como

codificamos intensidad”

– era mejor comenzar con la cara que era lo más doloroso, dando una tendencia de mejora y agregar descansos para recuperarse


• ¿Es un problema de las nurses?


• ENRON – estafas (“hacer trampa”).

• ¿Problema puntual o endémico?


• Experimento 1:– un grupo de gente.– una hojita con 25 problemas de

matemática sencillos que cualquiera pueda resolver

– insuficiente tiempo (5 minutos)– a los cinco minutos pide las hojas y paga

un dólar por cada pregunta OK.


• Experimento 2:– un grupo de gente.– una hojita con 25 problemas de matemática sencillos que

cualquiera pueda resolver– no suficiente tiempo (5 minutos)

– a los cinco minutos dice, “por favor rompan las hojas y guárdenlas en su bolsillo o mochila y díganme cuántas preguntas correctas tuvieron”. -


• Teoría económica: análisis costo / beneficio– ¿cuál es la probabilidad de ser descubierto?– ¿cuánto se gana haciendo trampa?– ¿cuál es el castigo por ser descubierto?


• Otros experimentos:– pagando 10 centavos, 1 dolar, 5 dólares, etc.

– pidiendo que destruyan la mitad de la página (así hay un poco de evidencia que se mantiene), rompiéndola toda; rompiendo la hoja, saliendo del cuarto y pagándose a sí mismos de un bol con más de cien dólares.


• si la gente no es sensible a las teorías racionales economicas, ¿qué es lo que sucede?

• el modelo de Ariely propone:– 1) queremos mirarnos al espejo y sentirnos bien.– 2) podemos hacer un poquito de trampa y seguir

sintiéndonos bien

(fudge factor – factor de estafa)


• ¿Disminución del factor de estafa?– pedir recordar 10 libros vs pedir recordar los 10 mandamientos.– MIT honor code.

• ¿Aumento del factor de estafa?– tiempo medio de vida de la coca vs billetes de dólar.

• 2do experimento nuevamente pero:– un tercio pasa las hojas– un tercio las rompe y dice cuántos problemas– un tercio dice: resolví x problemas dame x fichas.


• 3er experimento:– pre pago.– se contrata a un actor que resuelve todo en un minuto

y sale exitoso.

– ¿El resultado?


• (¿En el mercado de valores?)

• Las intuiciones muchas veces están mal– hay que testarlas.– en políticas, sobre todo.

– El dolor de la nurse.– Es muy difícil asumir el propio error, incluso intentar

testearlo.

Razonamiento y resolución de problemas

Basado en 1.4 Thinking: Reasoning and Problem-solving

Human-Computer Interaction

Dix, Finlay, Abowd, Beale

y otros…

• ¿Es esta el área más compleja?– Algunos autores sostienen que es aquí donde se

diferencian los humanos de otros sistemas (tanto naturales como artificiales).

– ¿Puede la mente conocerse a sí misma?

– ¿La realidad es cognoscible?

– Categorizaremos el pensar en “razonamiento” y “resolución de problemas”, modelo que resulta útil aunque cada proceso habitualmente involucra al otro.


• Puede requerir cantidades distintas de información.– 2 + 2 vs. leer el periódico.

• Las decisiones pueden ser fruto de un razonamiento o de una respuesta emocional o “instintiva” (fast thinking)– TR varía.– es una clasificación informal.


• “Si querés cenar, dejá de pelear con tu hermana”


Razonamiento• Razonar es el proceso en el cual se utiliza el conocimiento

para obtener conclusiones o inferir algo nuevo sobre el dominio de interés.

Tipos de razonamiento:

• Deductivo: deriva las conclusiones lógicas de las premisas dadas.

• Inductivo: generalizar los casos percibidos para inferir información acerca de los casos no vistos.

• Abductivo: a partir de los hechos percibidos se llega a las acciones o estados que los causaron.

Razonamiento deductivo

Si es viernes ella va a trabajarEs viernesEntonces, Ella va a trabajar

Lo importante es que las conclusiones sean lógicas, sin importar nuestro conocimiento ni nuestros preconceptos de verdad.

Ejemplo:

Si llueve el piso está secoLlueveEntonces, El piso está seco

Premisas

Conclusión


Algunas personas son bebésAlgunos bebés lloranEntonces, Algunas personas lloran

.


No siempre los razonamientos son hechos de forma correcta.

Ejemplo:

Algunas personas son bebésAlgunos bebés lloranEntonces, Algunas personas lloran

Cuando la verdad lógica y la validez chocan es cuando los seres humanos presentamos problemas en realizar razonamientos deductivos.

Podemos explicarlo asumiendo que el ser humano agrega su conocimiento en el proceso de razonamiento, lo cual permite mejorar los procesos comunicativos.

Razonamiento inductivo

Si todos los elefantes que veo tienen un troncoEntonces, Todos los elefantes tienen troncos.

Estas inferencias, en general, sólo pueden probarse falsas. Para probar la certeza habría que ver a todos los elefantes que hubo, que hay y que habrá.

A pesar de ello, el razonamiento inductivo nos permite conocer la realidad (es lo que nos permite generalizar).

Las personas somos más afines a manejar evidencia positiva que negativa. (confirmation bias)

Experimento (Wason) sobre raz. inductivo

4 E 7

K

Las cartas tienen en un lado una letra y en el otro un número; ¿cuáles hay que dar vuelta para probar la verdad de la siguiente sentencia?

“Si una carta tiene una vocal en un lado, entonces tiene un número par en el otro lado”

Experimento sobre razonamiento inductivo

E 7

Según Wason, la respuesta más común es chequear las cartas 4 y E, la cual sólo utiliza evidencia positiva, pero para ver si la frase es correcta necesitamos chequear evidencia negativa.

respuesta:

Razonamiento abductivo

A partir de un hecho se llega a las acciones o estados que los causaron.

Es el método utilizado para encontrar explicaciones de los hechos que observamos.

Bruno conduce muy rápido cuando ha bebido.Veo a Bruno conduciendo muy rápido.Entonces deduzco que: Bruno ha bebido.

En los sistemas, un usuario llevado por estos razonamientos puede confundirse y cometer errores.

disponer de estos modelos de adquisición (o construcción) de conocimiento no nos dice cómo resolvemos problemas concretos

Resolución de problemasConsiste en encontrar una solución a una tarea no familiar, usando el conocimiento que tenemos.

Modelo Gestáltico– Conductismo (primitivo): la resolución de problemas

consiste en reproducir respuestas conocidas o, si no, en ensayo y error.

– La Gestalt propone que la resolución de problemas es productiva y reproductiva:• Reproductiva: la solución se basa en las experiencias pasadas.

– A veces puede ser contraproducente, porque no se reinterpreta la realidad para encontrar la solución (fijación).

• Productiva: involucra intuición (insight) y reestructuración del problema– kohler

Teoría de la Gestalt

Ejemplo: Problema de Maier:

+ pinzas tijeras tenazas

Resolución de problemas

La teoría de la Gestalt, si bien es atractiva, no provee suficiente evidencia, ni explica que es la intuición o cuándo (ni cómo) la reestructuración ocurre.

Teoría del Espacio de Problemas:– Newell & Simon: la resolución de los problemas propone un

espacio de problemas compuesto de estados de problema.

– La resolución consiste en generar estos estados utilizando operadores de transición legales.

– Un problema tiene un estado inicial y un estado objetivo. Se usan operadores para ir de uno a otro.


Teoría del Espacio de Problemas:

– El espacio puede ser enorme, por lo que se utilizan heurísticas para hallar los operadores adecuados.

– Una heurística aplicada es la del “análisis de medios-fines”.• Aquí se elige un operador para reducir la distancia entre los

estados inicial y final

– Vale notar que esta teoría opera dentro de los límites del sistema de procesamiento humano, por lo que la búsqueda en el espacio de problemas está limitada por la capacidad de la MCP y su velocidad.

Teoría del Espacio de ProblemasAnálisis de Medios-Fines

Ejemplo: Se quiere mover un escritorio de una pared a otra para estar cerca de una ventana.

.

La principal diferencia entre el estado inicial y el final es la ubicación del escritorio.

Operadores posibles: arrastrarlo, levantarlo y ponerlo en un carro, etc.

Pero el escritorio debe ser suficientemente liviano, entonces aparece un nuevo subproblema (alivianarlo).

Los operadores son: remover los cajones, quitar los contenidos de los cajones, etc.


Analogía en la Resolución de Problemas– Un tercer tipo de forma de resolución.– Aplicado a la resolución de problemas nuevos.– Se perciben similitudes entre un viejo dominio y

otro nuevo y los operadores son transferidos.– mapeo analógico

Analogía en la resolución de problemas

Problema (Gick & Holyoak): Un doctor trata un tumor maligno. Para destruirlo necesita irradiar con rayos de alta intensidad. Pero también va a destruir al tejido sano ubicado alrededor. ¿Cómo se destruye el tumor?

Solución posible: irradiar con rayos de baja intensidad desde diferentes direcciones que converjan en el tumor.

Solo un 10% resolvió el problema sin ayuda.Pero un 80% lo resolvió si se le contó una historia análoga de un general, un fuerte, y soldados que atacan desde diferentes direcciones.

Analogía en la resolución de problemas

• ¿Cómo aplicaría la analogía al diseño de interfaces?

• ¿Dónde hay analogías en las interfaces de Windows? ¿Y en las CLIs?

• ¿Cuáles son los operadores disponibles?

• ¿Windows apuesta al aprendizaje de operadores o al reconocimiento de estos?

Preguntas para pensar durante el sábado a la noche:

Adquisición de habilidades.• Problemas (cada vez más) familiares.

– los problemas la mayoría del tiempo no son completamente nuevos.

• Un dominio muy usado es el ajedrez.– se modela muy buen por la teoría del espacio de

problemas.

• DeGroot, Chase y Simon compararon maestros con jugadores menos experientes.– los maestros no consideraban más alternativas que los

novicios.– ¿Qué los diferencia, entonces?

Adquisición de habilidades.• Parecería que los maestros recuerdan posiciones

del tablero y las movidas buenas asociadas a ellas.– Se testó con posiciones reales.– Pero con posiciones aleatorias rindieron igual.

• Los expertos agruparían (chunk) las configuraciones para guardarlas en la memoria de corto plazo. – Los expertos usarían chunks más grandes y, por lo

tanto, recordarían más detalles.

• Algo parecido se notan con los programadores y su capacidad de usar analogías.

Adquisición de habilidades.• Otra diferencia está en qué se utiliza para catalogar una

situación.– novatos son más superficiales.

• Un modelo de adquisición de habilidades (aprendizaje) es el ACT-R (adaptive control of thought, rational), propuesto por Anderson.– Arquitectura cognitiva: definir los procesos atómicos– Identifica 3 niveles de habilidad:

• Se utilizan reglas de propósito general que interpretan hechos sobre un problema. Lento y requiere mucho acceso a memoria.

• Se desarrollan reglas específicas a la tarea.• Las reglas se afinan para mejorar el rendimiento.

– Existen mecanismos para pasar de un nivel a otro.

Adquisición de habilidades.• Existen mecanismos para pasar de un nivel a

otro.– Procedimentalización: 1 a 2.– Generalización: 2 a 3.

• Ejemplo: al aprender a cocinar podemos instanciar la siguiente regla:– IF cocinar [tipo, ingredientes, tiempo]

THEN concinar: tiempo.– cocinar [cacerola, [pollo, zanahorias, papas], 2 horas]– cocinar [cacerola, [vaca, … ], 2 horas]

• Luego se puede tener reglas específicas.– IF tipo = cacerola AND ingredientesX THEN…

Adquisición de habilidades.• Finalmente, se generaliza y se tienen reglas del

tipo– IF cacerola AND ingredientes = * THEN cocinar por 2

horas.

Otros temas relacionados.

• Errores y modelos mentales.– Slips (cambia el contexto) vs. errores de

comprensión o de modelo.– Hay una asunción de construcción de un

modelo.

• Diferencias individuales.

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