Abstract

Cognitive ergonomics, through the important studies conducted by Donald Norman (US engineer and psychologist), affirms the indisputable centrality of the man within a system of work: “Every instrument, even the most technologically evolved and refined, must be designed to remain to his service, helping him to make his thoughts more creative”. Therefore, designing the usability of a system means paying attention to the good quality of the interfaces that mediate the relationship with machines (typically of any nature), without neglecting that the most notorious sense refers to computer technology with software, displays and devices to be used in the interactions. The aim to be pursued is to make the interface compatible with neural and cognitive alignment of humans, in order to initiate a virtuous process that starting with information adequately presented and perceived appropriately, helps their mental processing, the recourse to memory (as a knowledge database/skills already acquired), the judgment on the most appropriate decisions, up to the most effective and safe gestures and behaviors (for error prevention). The resulting satisfaction of use will motivate the user with positive effects also on productivity. A multi and interdisciplinary project team will be able to express design, engineering, psychology and cognitive skills, while the necessary computer applications will have to take into account the different contexts of use, objectives to be pursued and new use-centered communication technologies.
The expected outcome is facilitated by the use of the well-known 10 heuristics (usability guidelines) developed by Jakob Nielsen (Danish computer expert). The indicators evoked and the specific issues to improve the quality of the interface also allow subjective evaluations on some aspects considered fundamental in the user experience. Lastly, it is important to remember that the ergonomic technical standards (ISO CD 9241-11:2014) deal with this problem providing design guidance for usability and to the evaluation of usability by different methods.

1. Introduzione

Al di là degli aspetti fisici e strutturali presenti sul lavoro, gestiti dalla competenza ingegneristica, va considerata l’importanza dell’ergonomia cognitiva dal momento che l’impegno mentale viene chiamato in causa quando si progettano mansioni e, soprattutto, quando si stabiliscono rapporti con macchine e strumenti tecnologici. In particolare, i processi cognitivi si attivano di fronte alle interfacce che mediano tali interazioni a partire da input sensoriali visivi, uditivi o tattili. A partire da queste diverse modalità percettive, l’uomo elabora le informazioni, le memorizza nel breve termine per capire il contesto in cui opera, attraverso il recupero di informazioni già depositate nella memoria a lungo termine, intesa come banca dati costituita ed alimentata dal ricordo di esperienze pregresse simili e dalla formazione già acquisita. In seguito, l’operatore potrà valutare il da farsi e decidere su comportamenti e azioni da compiere in sicurezza. Il percorso indicato racconta quanto sia utile coinvolgere un ergonomo nella progettazione di un display o interfaccia, a partire da input chiari e friendly, in grado di favorirne la compatibilità a livello di assetto neuronale/mentale dell’uomo. Inoltre, la loro accettazione amichevole favorisce la motivazione e la concentrazione necessarie alla prevenzione degli errori.

2. Per una tecnologia centrata sulla persona

A partire dai primi anni ’60, inizia a diffondersi l’esigenza di un modello di interfaccia che tenga conto dell’introduzione di nuovi e numerosi elementi hardware destinati all’utente, non più considerato come facente parte della macchina ma come persona con caratteristiche psicofisiche specifiche e competenze in grado di favorire un’attiva partecipazione al processo produttivo. Peraltro tale cambiamento era già iniziato negli anni ’50 quando l’uomo, sgravato progressivamente dalla fatica fisica ed impegnato sempre più a livello mentale, iniziava a rapportarsi con le strumentazioni

tecnologiche che trasmettono informazioni sul processo da svolgere (S. Borsci, S. Federici, 2008). A livello ergonomico l’impegno dell’utente si è spostato così dal carico muscolare al carico percettivo. Ad esempio, di fronte ad attrezzature dotate di display informativo (monitor, schermo radar o quadro di comando), l’operatore percepisce le informazioni, le elabora, ricorre alla memoria (alimentata da formazione ed apprendimento pregresso) per capire il contesto, giudicare e decidere l’azione da mettere in atto. In Fig. 1 vengono considerate le conseguenze dei comportamenti adottati che dipendono sia dall’usabilità del sistema costituito da variabili come ambiente, organizzazione, attività lavorativa, sia dalla qualità tecnica delle interfacce

che mediano la relazione con le attrezzature di lavoro (UNI EN ISO10075-2:2002).

La Fig. 2 evidenzia il rapporto utente-interfaccia d’uso indicando, per le diverse modalità sensoriali, gli specifici ed adeguati dispositivi di output, da progettare per prevenire o ridurre conseguenze negative, in particolare carico mentale e rischio di errori (P. Bottoni, 2010).

3. L’approccio ergonomico di ispirazione cognitivista

La cognition si può considerare come l’equivalente del “pensiero umano” e partecipa a tutti i processi mentali che consentono all’uomo di trasformare, elaborare, memorizzare, recuperare ed utilizzare ogni input sensoriale. Riguarda la nostra capacità di percepire e comprendere il mondo (o il contesto) che ci circonda, di capire e ricordare le nostre esperienze, di comunicare con le persone e di controllare i nostri comportamenti. Nella complessa interazione fra pensiero e nuove tecnologie occorre sottolineare nuovamente quanto sia importante che le informazioni siano accurate e che l’evoluzione della scienza e dell’ingegneria, un tempo destinate a provvedere soprattutto alle necessità fisiche dell’uomo, siano oggi culturalmente pronte a soddisfare anche quelle della sua mente. In particolare, un progettista dovrebbe far sì che le rappresentazioni suggerite a livello cognitivo dagli input presenti su di un’interfaccia ergonomica, accrescano le capacità e le abilità operative dell’uomo.

3.1 Il contributo di Donald A. Norman

Questo studioso statunitense (ingegnere e psicologo cognitivo) sostiene un importante principio di design: quello della “naturalezza”, nel senso che la cognition esperienziale viene facilitata quando le proprietà della rappresentazione mentale sono simili a quelle della cosa rappresentata Ciò ipotizza una sorta di isomorfismo fra struttura neuronale ed input percepito che può rendere le rappresentazione molto utile per semplificare la comprensione di sistemi, artefatti e compiti da svolgere, rendendoci più “intelligenti” (D.A. Norman, 1993, 1995). Pertanto, il tema dei modelli concettuali è fondamentale nella progettazione di modelli mentali, quelli che le persone hanno di sé, degli altri, dell’ambiente e delle cose con le quali interagiscono. Il modello mentale di un dispositivo come (ad esempio un’interfaccia) si forma soprattutto interpretandone sia le azioni che consente di mettere in atto (così come sono percepite), sia la struttura visibile. Norman definisce la parte visibile del dispositivo immagine del sistema (Fig.3), sottolineando che se tale immagine è incoerente o inadeguata, l’utente non trarrà utilità dall’uso del dispositivo stesso che, al contrario, per incompletezza o contraddittorietà, rappresenterà piuttosto un rischio a livello di sicurezza e performance produttiva.

3.2 L’usabilità di un prodotto o di un sito web. Le euristiche di Jakob Nielsen

La definizione di usabilità viene data dalla normativa tecnica ergonomica (ISO 9241-11:2014) per esprimere, in modo semplice e chiaro, il gradimento degli utenti quando utilizzano un sito che risponde ai loro bisogni. Secondo tale normativa l’obiettivo di coloro che progettano e valutano sistemi, prodotti e servizi, allo scopo di renderli “usabili”, è quello di favorire efficacia, efficienza e soddisfazione tenendo ben presente lo specifico contesto d’uso. Gli utenti potenzialmente interessati a
questa normativa sono in genere degli esperti come: professionisti dell’usabilità, ergonomi/professionisti in human factors e professionisti in salute e sicurezza. Nel 1994 Jakob Nielsen (informatico danese considerato insieme a Donald Norman
il guru dell’usabilità) definì l’usabilità come “la misura della qualità dell’esperienza dell’utente in interazione con qualcosa, sia esso un sito web o un’applicazione software tradizionale o qualsiasi altro strumento con il quale l’utente può operare. Un prodotto è usabile quando è facile da apprendere, consente un’efficienza di utilizzo, è facile da ricordare, permette pochi errori di interazione e di bassa gravità, è piacevole da usare”. Al riguardo, Nielsen ha individuato 10 principi generali che ha preferito chiamare“ heuristics” (preliminari, verificabili e mutuate dall’ergonomia) piuttosto che “aspecifiche” linee di usabilità per progettare/valutare l’interfaccia utente (Nielsen J., Mack R., 1995). Attraverso l’analisi fattoriale di 249 errori, emersi da test con utenti, Nielsen ha costruito e sottoposto a validazione questo decalogo operativo:

1. Rendere visibile lo stato del sistema
a) il sistema dovrebbe sempre informare l’utente circa il suo stato corrente ed i processi in atto;
b) dovrebbe esserci un feedback per ogni azione dell’utente.

2. Legare il sistema al mondo reale
a) il sistema dovrebbe parlare in termini comprensibili per l’utente preferendo termini e concetti di “uso comune”.

3. Controllo e libertà dell’utente
a) il sistema dovrebbe offrire aiuto nel riconoscere ed interpretare i messaggi per facilitare il recupero di eventuali errori;
b) a fronte di errori commessi gli utenti dovrebbero disporre di una chiara uscita di emergenza per ritornare al punto di partenza.

4. Coerenza e standardizzazione/uniformità
a) agli utenti dovrebbe essere chiaro se parole o azioni diverse hanno lo stesso significato o producono lo stesso effetto.

5. Prevenzione degli errori
a) per sottolineare che un buon design è più utile di un buon messaggio di errore.

6. “Recognition rather than recall”
a) istruzioni e opzioni devono essere riconoscibili (con l’aiuto di adeguati parametri di riferimento) piuttosto che appesantire il carico mentale richiamando direttamente informazioni dalla memoria di lavoro, mentre si passa da una parte all’altra del sistema.

7. Flessibilità ed efficienza d’uso
a) il sistema dovrebbe fornire shortcuts (scorciatoie per accelerare l’interazione) accessibili anche ad utenti meno esperti.

8. Estetica e design minimalista
a) l’interazione non dovrebbe prevedere informazioni non pertinenti o utilizzate raramente;
b) ogni informazione aggiuntiva può distrarre da quelle rilevanti diminuendone la valenza percettiva.

9. Aiuto all’utente nel riconoscimento, diagnosi e recupero errori
a) i messaggi di errore vanno espressi con linguaggio semplice (senza utilizzo di codici), per indicare con precisione il problema e suggerire una soluzione.

10. Aiuto e documentazione
a) sarebbe opportuno utilizzare il sistema senza l’ausilio di un manuale, ma se questo è necessario le informazioni dovrebbero essere facili da cercare ed utilizzare.

4. Conclusioni

Riguardo alla progressiva evoluzione delle nuove tecnologie digitali, all’interno dei sistemi di lavoro, è stata sottolineata soprattutto l’importanza delle problematiche d’interazione e degli aspetti normativi, finalizzati al miglioramento di salute psicofisica, sicurezza, prevenzione degli errori e qualità della performance. Tuttavia occorre ricordare anche i notevoli vantaggi economico-produttivi previsti nel piano nazionale Industria 4.0 se, tra le tecnologie incluse nel novero di quelle ammesse al beneficio dell’iperammortamento figurano i “dispositivi per l’interazione uomo- macchina e per il miglioramento dell’ergonomia e della sicurezza del posto di lavoro in logica 4.0”. Pertanto, è auspicabile che una formazione ergonomica adeguata e moderna, destinata a ingegneri, designers e psicologi cognitivi, sia in grado di integrare una cultura aziendale ancora diffusa che, nonostante valuti opportuno e naturale assolvere gli adempimenti legislativi, nutre ancora dubbi e chiede giustificazioni per applicare i principi dell’ergonomia temendo che rappresentino più costi aggiuntivi che occasioni di dialogo proficuo fra differenti aree disciplinari.

5. Riferimenti bibliografici
Borsci S., Federici S., (2008), Dall’interazione utente-tecnologia alla valutazione dell’usabilità: una rassegna sullo stato dell’arte dei metodi e delle normative, Giornale di Psicologia, vol. 2, No. 3.
Bottoni P., (2010), Corso d’Interazione Uomo-Macchina, Dipartimento di Informatica della Sapienza (Roma), http://www. robertopolillo.it.
Norman D.A., (1993), Cognition in the head and in the world: Introduction to a debate on situated action, in Cognitive Science 17, 1-6.
Norman D. A. (1995) Le cose che ci fanno intelligenti, Milano, Feltrinelli.
Norman D.A., (1986), Cognitive engineering, in user centered system design. New perspectives on human-computer interaction, ed. D:A: Norman, S.W. Draper, Hillsdale, N..J., Erlbaum Associates.
Norman D. A., (1990), La caffettiera del masochista. Psicopatologia degli oggetti quotidiani, Firenze, Giunti.
Nielsen J., Mack R., (1995), Usability inspection methods, New York, Wiley. UNI EN ISO10075-2 (2002), Ergonomic principles related to mental workload –
Part 2: Design principles
ISO /CD 9241-11, (2014), Ergonomics of human-system interaction – Part 11: Usability. Definition and concepts.