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Ciencia

THE SCIENCE MODULE OF PERCEPNET PROVIDES PAPERS ON PERCEPTION AND SENSORY SCIENCE BY RESEARCHERS WORKING ON THESE DISCIPLINES

El tensor egoísta. Un nuevo paradigma para el desarrollo de productos orientados a las experiencias del usuario
[The selfish tensor. A new paradigm for the development of products oriented to user experiences]

Enrique Alcántara*, Miguel Ángel Artacho**

*Instituto de Biomecánica de Valencia
**Departamento de Proyectos de la Universidad Politécnica de Valencia
Enrique.alcantara@ibv.upv.es


En los últimos años hemos asistido a un creciente interés por el desarrollo de productos orientados al usuario, basado en conocer y entender sus necesidades con el objetivo de satisfacerlas mediante productos y servicios. La satisfacción del usuario se ha convertido, así, en un deber para diseñadores y fabricantes que intentan ofrecer prestaciones altamente subjetivas como el confort o el placer. Este planteamiento está dando lugar a un nuevo paradigma: el desarrollo de productos orientados a las experiencias del usuario. Todo ello genera un renovado interés por establecer reglas de diseño que relacionen las características de productos y entornos con las de los usuarios, a fin de ofrecerles experiencias.

A ese respecto, la experiencia perceptiva resulta de un proceso en el que el ser humano capta información de su entorno mediante los sentidos, la procesa junto con estímulos provenientes del estado de los órganos internos y la interpreta basándose en su experiencia y capacidades, dando lugar a las sensaciones que, al nivel del sistema nervioso, se transforman en percepciones cuya suma y análisis, tanto cognitivo como emocional, resulta en experiencias sensoriales. Éstas generan una representación mental del entorno y una respuesta en base a dicha representación.

De este modo, la interacción del usuario con productos y entornos puede considerarse como un proceso de comunicación. Como decía Margalef,1 los objetos poseen y transmiten mucha información, pero no sabemos cuál ni cómo. En el caso de los productos, la información que define las experiencias asociadas está codificada en sus formas y materiales y el diseño puede verse, por tanto, como un proceso de editar información en los productos. Así, obtener reglas de diseño no es otra cosa que definir el producto en esos términos, y ello pasa por identificar y extraer dicha información y sus portadores en el producto.

En ese sentido, cabe diferenciar entre dos tipos de interacción:

· la interacción conductual, que es el comportamiento observable como una sucesión de actividades o etapas (fig. 1) durante el uso de un producto o entorno, y
· la interacción sensorial, como proceso básico de información en cada etapa del proceso anterior.

Figura 1. Etapas de la interacción conductual. La evaluación influye sobre el uso, pero también alimenta a las anteriores etapas mediante las experiencias aprendidas
Figura 1. Etapas de la interacción conductual. La evaluación influye sobre el uso, pero también alimenta a las anteriores etapas mediante las experiencias aprendidas

En el campo del diseño de productos, se han llevado a cabo numerosos estudios enfocados a captar las experiencias del usuario con el producto, ya sea desde el punto de vista sensorial o derivado de él, especialmente en lo emocional,2-4 el campo del confort5 y del bienestar.6 Destaca la percepción emocional de productos captada a través del diferencial semántico de Osgood7 y su aplicación en la ingeniería Kansei, que relaciona los elementos de diseño con dichas percepciones.8-10

Sin embargo, estas aproximaciones no abordan lo que sucede en la interacción, centrándose más en la parte subjetiva. En general, se centran en medir la respuesta frente a las experiencias a fin de diseñar estímulos pero sin apenas control del cómo ni del porqué. Algunos estudios en el campo de la biomecánica o la ergonomía estudian la interacción de forma objetiva, pero analizando aspectos concretos como las presiones plantares o aceleraciones sin abordar el fenómeno sensorial global que permita entender cómo se produce la comunicación entre producto y cuerpo humano para su traslado al diseño de productos «sensoriales», que es el objetivo de este trabajo.

En ese contexto, la forma en que se describe el producto es fundamental. Por lo general, un producto resulta de la combinación de un conjunto de elementos de diseño definidos por unas pocas variables y parámetros de diseño (color, rigidez de un material, etc.). Sin embargo, los sentidos actúan a un nivel más microscópico y es de esperar que los portadores de información del producto sean elementos más pequeños, unidades mínimas de significado sensorial que denominaremos «sensones», mientras que los elementos de diseño utilizados actualmente son demasiado «macro» como para convertirse en esas unidades básicas de transmisión de información de las experiencias en la interacción. Por contra, entendiendo los sensones como porciones de información sencillas y elementales que desde un nivel más profundo y a través de impulsos eléctricos, mecánicos o químicos actúan de interfase entre el hombre y su entorno, se aumentaría el conocimiento que el diseñador tiene actualmente de aquello que concibe, pues estaría en disposición de controlar la repercusión que ligeros cambios en esas variables tienen en sus diseños y, por tanto, de conocer los umbrales que discriminan el éxito o el fracaso de sus propuestas.

Haciendo una analogía con el proceso de evolución en la naturaleza, en los seres vivos, la información necesaria para su desarrollo se codifica en el DNA mediante combinaciones de unas pocas unidades, las bases nitrogenadas (A, C, G y T), formando el mapa genético del producto. Así, nosotros buscamos las unidades que permitan dibujar el mapa genético de la interacción: los sensones. Debemos encontrar una descripción del producto que dote de continuidad a su interfase con el cuerpo humano. Productos como extensiones del cuerpo humano.

Buscamos, por tanto, un reducido conjunto de propiedades o elementos de carácter universal que se comunican con los sentidos y que se transmiten en los productos de generación en generación. Para ello, veamos primero de forma breve cómo funcionan los sentidos. Un campo apasionante en el que aún queda mucho por descubrir.

Existen numerosos sensores que captan información para los sentidos. Éstos responden ante un cambio en los estímulos externos produciendo pulsos eléctricos a través de las neuronas sensoriales a los que están conectados. En general, los sensores pueden clasificarse en cinco grupos atendiendo al tipo de energía ante la que responden:

· Mecanorreceptores. Intervienen en tacto, equilibrio, propiocepción e incluso el oído y el gusto. Se encuentran en la piel o en las articulaciones o paredes del aparato digestivo.
· Quimiorreceptores. Relacionados con el olfato y el gusto.
· Sensores de radiaciones electromagnéticas. Incluyen los fotoceptores de la vista y electrorreceptores, relacionados con la comunicación, en algunos animales.
· Termorreceptores. Forman parte del tacto.

Además, el cuerpo dispone de un sistema de detección del dolor operado por los nociceptores, pequeños terminales nerviosos en la piel y otros órganos, que responden ante estímulos muy intensos.

La combinación de sensores y nociceptores en la interfaz dinámica con productos y entornos es responsable de la información que el usuario procesará. Esta visión se corresponde bastante con un sistema adaptativo complejo, susceptible de ser estudiada en la ciencia de la complejidad. Para ello, es fundamental encontrar las unidades portadoras de información en el producto.

Con ese fin, planteamos la teoría del tensor egoísta, en clara alusión a la teoría del gen egoísta, de Richard Dawkins (1976).11 Esta teoría postula que el único objetivo de la evolución es la supervivencia de los genes y que éstos desarrollan seres vivos como máquinas de supervivencia. Estas máquinas han ido creciendo en complejidad conforme aumentaba la dificultad de obtener recursos para la supervivencia, hasta llegar a los organismos más complejos que, como los seres humanos, han desarrollado la habilidad de fabricar herramientas para satisfacer sus necesidades y ejecutar tareas que no eran capaces de hacer con sus capacidades naturales, lo que de forma clara aumentó sus posibilidades de supervivencia. Así pues, resultado de esa evolución son también los mecanismos por los que el cuerpo selecciona los productos y entornos. Dawkins desarrolló también la idea de los memes como las unidades básicas de conocimiento e información que se transmiten de generación en generación determinando la evolución de la cultura y la tecnología.

No obstante, los memes no son las unidades básicas que buscamos, son las instrucciones, el conocimiento necesario para hacer productos en función de la tecnología disponible. Nosotros buscamos una definición de carácter universal, independiente de la tecnología disponible. Necesitamos algo relacionado con la comunicación entre productos y el cuerpo humano, dependiente del sujeto y ligado a la supervivencia de los genes y, por tanto, a la evolución natural: lo que hemos llamado sensones.

En esa línea de pensamiento, dado que el cuerpo extrae la información codificada en los productos en forma de estímulos básicos que llegan a los sensores como impulsos energéticos que emite el producto, la teoría del tensor egoísta establece que debe existir cierta distribución o campo de unas pocas magnitudes —presión, temperatura, etc.— que son manifestaciones del tipo de energía que transducen los sensores, producidas por los productos y entornos, cuya combinación entre ellos genera las percepciones sensoriales y define, por tanto, el universo de experiencias o de estados del cuerpo. Así, la interacción resulta en campos dinámicos de variables que son manifestaciones de la información intercambiada entre cuerpo y producto en una actividad determinada. Su gestión es un nuevo paradigma de diseño. Evidentemente, desarrollar productos manipulando estos campos tiene un gran potencial de variación al actuar a un nivel muy profundo en la definición del producto y, dado que se relacionan de forma directa con los sensores humanos, se transmiten con el paso del tiempo.

Cada persona tendrá sus campos admisibles. Aunque éstos no son únicos para cada persona (por ejemplo, un pie siente confortable muy diferentes calzados), su relación con el cuerpo es altamente individual, lo que explica la complejidad de obtener reglas de diseño. Realmente, tendrán una naturaleza probabilística, es decir, una distribución de campos. Siguiendo con el ejemplo del pie, todos los zapatos confortables definen un espacio de campos admisibles.Definir, determinar y aprender a manejar estos campos para generar experiencias es el nuevo paradigma que plantea el tensor egoísta. El diseño sería editar la interfaz para codificar información en los productos y entornos. Se trabajaría, así, con presiones, temperaturas o humedades entre otras.

Actualmente, en el terreno de la I+D se trabaja en cuatro direcciones principales con relación a este nuevo paradigma:

· estudio de los sensores y sus propiedades,
· aplicación de la ciencia de la complejidad,
· identificación de los tensores egoístas, y
· búsqueda de aplicaciones prácticas de este nuevo paradigma.

Figura 2. Procedimiento 
                        utilizado por el IBV para el estudio de la tolerancia 
                        a presiones en la planta del pie>
Figura 2. Procedimiento utilizado por el IBV para el estudio de la tolerancia a presiones en la planta del pie
En cuanto al estudio de los sensores y sus propiedades, los resultados de algunos trabajos experimentales demuestran su alta especialización. Por ejemplo, la tolerancia a presiones se ha comprobado que depende del punto de medida para diferentes partes del cuerpo, como la mano o los pies.12,13 Los trabajos realizados por el Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV)14 han obtenido que presionando diferentes zonas de la planta del pie con un dinamómetro (fig. 2), se demuestra que la tolerancia a presiones presenta una distribución dependiente del sujeto, con diferencias entre géneros, en la que las zonas que mayor presión soportan al caminar toleran más presiones. Otro estudio demostró que esta tolerancia se reduce al estar de pie sobre diferentes suelos y durante una hora.

Por otra parte, un estudio reciente del IBV demuestra un alto poder discriminante de estas variables. El trabajo indica que las presiones medidas en 16 puntos del dorso del pie (fig. 3) tienen un alto poder para detectar diferencias entre calzados que sólo diferían en el diseño del cierre.

Figura 3. Estudio de presiones en el dorso del pie
Figura 3. Estudio de presiones en el dorso del pie

La aplicación de las teorías de la complejidad al estudio del cuerpo humano como un sistema adaptativo complejo en la interacción con productos y entornos está aún en sus primeros y titubeantes pasos. Entendiendo esa interacción como un proceso de comunicación, se plantea que los comportamientos asociados a experiencias son el resultado (atractores dinámicos) de la emergencia de sistemas (las experiencias sensoriales) que a su vez emergen de otros sistemas microscópicos que son la interacción sensorial. Las aplicaciones de la dinámica del caos al estudio de los movimientos humanos han permitido identificar patrones de movimiento como atractores dinámicos,15 pero falta relacionarlos con la comunicación sensorial, para lo que es necesario conocer los campos de sensones.

La investigación para identificar estos campos está siguiendo dos direcciones paralelas y complementarias. Una basada en medir la interacción, para lo que se dispone de sensores de todo tipo como los citados anteriormente, pero que presentan los inconvenientes de interferir en la medición, de que su resolución espacial no se ajusta a la de los sensores y del alto coste de la experimentación con personas. Hoy por hoy, y a pesar de los inconvenientes, es la única alternativa para el estudio de fenómenos dinámicos y complejos. Por otra parte, se está trabajando en la simulación, utilizando los sensores para validar los modelos, que ofrece posibles aplicaciones prácticas.

En ese sentido, actualmente no existe método alguno para simular la interacción sensorial global. Los métodos numéricos existentes pueden utilizarse para obtener los tensores modelizando la interfaz, pero se han desarrollado fundamentalmente para interacciones mecánicas y térmicas. Existen numerosos programas en el mercado con una amplia experiencia en diferentes campos de la ingeniería. El método de los elementos finitos (MEF) es, con diferencia, el de uso más extendido.

Con esta idea, es posible esbozar una metodología con los siguientes pasos:

(1) Desarrollar un modelo numérico 3D de la forma, tanto del producto como del cuerpo. Por ejemplo, un pie y la horma de un zapato.
(2) Construir el modelo MEF de la parte del cuerpo, incluyendo propiedades físicas y mecánicas.
(3) Definir la interacción a estudiar. En el caso del pie puede ser simular el momento en que nos probamos un zapato.
(4) Alinear ambas formas en el espacio de forma funcional.
(5) Transformar la interacción como condiciones de contorno y carga. Se fijarían ciertos puntos del pie y otros se desplazarían hasta la posición de la horma, punto a punto. Este campo de desplazamientos es la diferencia entre ambas formas alineadas.
(6) Resolver el análisis obteniendo un campo de tensiones y deformaciones, temperaturas, etc. Este campo es el de la interacción, el de los tensores egoístas.

Las aplicaciones prácticas del tensor egoísta están en un estadio aún embrionario. Una vez obtenidos los campos, existen diferentes aplicaciones. Por ejemplo, asumiendo que los pies de dos personas son más o menos similares en cuanto a tolerancias a presiones, es posible aplicar una regla de tres (fig. 4), y si al modelo MEF del nuevo pie le aplicamos el campo de tensiones o deformaciones obtenido para el primero, la deformada resultante será la parte funcional y derivada de la experiencia, que dará el mismo resultado que la anterior para el primer pie. El diseñador dará entonces la forma estética final.

 Figura 4. Regla de tres para diseño aplicando el tensor egoísta
Figura 4. Regla de tres para diseño aplicando el tensor egoísta

Por último, esta aplicación puede basarse en campos probabilísticos asociados a experiencias determinadas, lo que llamaremos el espacio de estados de experiencias. Estos se obtienen de alinear los campos, para un sujeto o grupos de población, que han dado diferentes resultados, ya sea por diferentes productos o situaciones. Por ejemplo, haciendo el análisis anterior para un pie y un grupo de zapatos, unos cómodos y otros no, y superponiendo los campos, para cada punto tendremos información para diseñar o evaluar cualquier producto nuevo, aunque habrá zonas de incertidumbre al no haber sido exploradas. Este espacio puede ser de cualquier magnitud, por ejemplo, la posición en el espacio. Es como un mapa que guía al diseñador para concebir formas o evaluarlas.

A modo de conclusión, este artículo ha pretendido presentar una nueva aproximación al estudio de la interacción del cuerpo humano con productos y entornos, para obtener reglas de diseño orientadas a ofrecer experiencias a los usuarios. Se plantea el tensor egoísta como una nueva teoría en la que se considera el cuerpo humano como un sistema adaptativo complejo que se comunica con los productos a través de campos de magnitudes fundamentales, que hemos llamado sensones, que el producto o entorno produce en los sentidos. El IBV tiene diferentes líneas de investigación abiertas en este nuevo enfoque, aún incipientes, que nos presentan grandes retos de futuro como son la integración de todos los sentidos o avanzar en el entendimiento del cuerpo como un sistema adaptativo complejo.

Bibliografía
1 Margalef, R.: La teoría de la información en ecología. Memorias de la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona, XXXII (13), Barcelona, 1957.
2 Desmet, P.M.A.: From Disgust to Desire: How Products Elicit Emotions. En: P. Hekkert, D.C. McDonagh, & J. van Erp (Eds.), Proceedings of the Third International Conference Design and Emotion, 2003.
3 Norman, D. A.: Emotional Design: Why We Love (or Hate) Everyday Things. Basic Books, Nueva York, 2004.
4 Spillers, F.: Emotion as a Cognitive Artifact and the Design Implications for Products That are Perceived As Pleasurable. Experience Dynamics, Estados Unidos, 2004.
5 Helander, M.G. y Lujian Zhang.: «Field, studies of comfort and discomfort in sitting», Ergonomics, 1997; 40 (9): 895-915.
6 Kahneman D.: Maps of bounded rationality: a perspective on intuitive judgement and choice. Nobel Prize Lecture, December 8, 2002. Princeton University, Department of Psychology, Princeton, Nueva Jersey, Estados Unidos.
7 Osgood, C.E.; Tannenbaum, P.H. y Suci, G.J.: The Measurement of Meaning. Urbana: University of Illinois Press, Estados Unidos, 1957.
8 Nagamachi, M.: Implication of Kansei engineering and its application to automotive design consultation. En: Proceedings of the Third Pan-Pacific Conference on Occupational Ergonomics, Ergonomics Quality Life, 171-175. Seúl, Corea, 1994.
9 Alcántara, E.; Artacho, M.A.; González, J.C. y García, A.C.: «Application of product semantics to footwear design. Part I - Identification of footwear semantic space applying diferential semantics», International Journal of Industrial Ergonomics 2005; 35 (8): 713-725.
10 Alcántara, E.; Artacho, M.A.; González, J.C. y García, A.C.: «Application of product semantics to footwear design. Part II - Comparison of two clog designs using individual and compared semantic profiles», International Journal of Industrial Ergonomics 2005; 35 (8): 727-735.
11 Dawkins, R.: El gen egoísta : Las bases biológicas de nuestra conducta. Salvat Editores. Barcelona, 1976.
12 IRobbins, S.E. y Gouw, G. : «Running related injury prevention through innate impact moderating behaviour», Med. Sci. Sports. Exerc. 1989; 21 (2): 130-139.
13 Muralidhar, A. y Bishu, R.R.: «Safety performance of gloves using the pressure tolerance of the hand», Ergonomics 2000; 43 (5): 561-572.
14 González, J.C.; García, A.C.; Vivas, M.J.; Ferrús, E.; Alcántara, E. y Forner, A.: A new portable method for the measurement of pressure discomfort threshold (PDT) on the foot plant. Proceedings of the Fourth Symposium on Footwear Biomechanics. Hennig, E.M. y Stefanyshyn D.J. (Eds), Canmore: 48-49, 1999.
15 Stergiou. N. (Ed): Innovative Analyses of human Movement. Human Kinetics. 2004.

 

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19/03/07
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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