X CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERA DE PROYECTOS

VALENCIA, 13-15 Septiembre, 2006

INTERPRETANDO A LOS USUARIOS. CONSIDERACIN DE LA PERCEPCIN SUBJETIVA COMO FACTOR PRIMORDIAL EN EL

DISEO DE PRODUCTO

Jaime A. Len Duarte p, Lus F. Romero Dessens

Abstract The present economic scenario forces organizations to implant new strategies directed to increase their competitiveness. Industrial design is not detached to this tendency; it is common that organizations declare that their products are result of users listening. Nevertheless, this process is distinguished by two basic characteristics: the associated linguistic nature to it, as well as the difficulty to interpret, categorize and translate users needs into product specifications.

In this sense, it is well-known the lack of solid and reliable mechanisms to translate user requirements into product characteristics; not only tangible ones, a particular emphasis is made in the need to incorporate intangible attributes related to the products perception by the user. The proposal generates an answer to this problem by means of a mechanism for detection and interpretation of product attributes in the conceptual design phase, in a way that needs are identified and categorized not only in the functional aspects; in addition, a procedure to evaluate the users subjective perception is included.

Starting by an initial differentiation of the type of requirements, the methodology draws upon particular mechanisms for the detection, interpretation and categorization of the requirements in two basic domains. These attributes, once identified, are incorporated in an affordances structure [1] that shows sets of interactions in which the properties of the object are perceived by the user as action possibilities. This structure serves as a guide for the creative team in the detailed design phase, incorporating those aspects that the user values the most. For this task, a combination of mechanisms is employed, e.g. the Kano method [2], Osgoods semantic differentials technique [3], factor analysis and fuzzy logic [4].

Key words: Industrial design, Semantic Differentials, Affordances, Kansei, Kano Method, Fuzzy logic.

Resumen El escenario econmico actual obliga a las organizaciones a implantar estrategias novedosas dirigidas a incrementar su nivel de competitividad. El diseo industrial no es ajeno a esto, en la actualidad es comn que las organizaciones declaren que sus productos sean fruto de escuchar al usuario. Sin embargo, este proceso se distingue por dos caractersticas: la naturaleza lingstica asociada al mismo, as como la dificultad para interpretar, categorizar y traducir las necesidades del usuario en especificaciones de producto.

En este sentido, es notoria la falta de mecanismos slidos y confiables para traducir las necesidades del usuario en caractersticas de diseo; no nicamente aquellas palpables, se hace un particular nfasis en la necesidad de incorporar los atributos intangibles

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relacionados con la percepcin del producto por el usuario. La propuesta genera una respuesta a esta necesidad, mediante un mecanismo para la deteccin e interpretacin de atributos de producto en la fase de diseo conceptual, de forma que no nicamente se identifican y categorizan las necesidades funcionales, sino que adems se incluye un procedimiento para evaluar la percepcin subjetiva del usuario.

Partiendo de una diferenciacin inicial del tipo de requerimientos, se recurre a mecanismos particulares para la deteccin, interpretacin y categorizacin de las necesidades del usuario en dos vertientes bsicas. Estas cualidades, una vez identificadas, son incorporadas en una estructura de affordances [1] que muestra el conjunto de interacciones en las cuales las propiedades del objeto son percibidas por el usuario como posibilidades de accin. Esta distribucin servir de gua para el equipo creativo en la fase de diseo de detalle, incorporndose aquellos aspectos que el usuario valora mayormente. Para ello, se recurre a una combinacin de mecanismos, siendo los principales de ellos el mtodo Kano [2], la tcnica de diferenciales semnticos de Osgood [3], el anlisis factorial y la lgica difusa (fuzzy logic) [4].

Palabras clave: Diseo industrial, Affordances, Kansei, Diferenciales semnticos, Mtodo Kano, Lgica difusa.

1. Introduccin Histricamente la ingeniera ha juzgado la labor del diseador industrial utilizando un enfoque reduccionista, en el cual esta actividad se ve como un simple acto de intervencin esttica hacia los objetos, apartado de la visin clsica del diseo de ingeniera, destinado a proveer la forma, entendida como la estructura y funcin de los objetos. Esta es una definicin inmanente al diseo, que sin embargo se encuentra restringida a una de sus reas: el anlisis funcional.

En contra de la opinin de que el diseador proyecta la esttica de los objetos alrededor de artefactos tecnolgicos realizados por las ingenieras, la investigacin se ha centrado en la ingeniera del diseo industrial, situando a esta disciplina de modo tal que sean considerados elementos provenientes de la visin tradicional de la ingeniera as como del diseo industrial. No existe una definicin comnmente aceptada para la ingeniera del diseo industrial, sin embargo para esta investigacin adopta la descripcin que hace Bonsiepe [5] de la actividad de diseo:

El diseo es el dominio en el cual se estructura la interaccin entre usuario y producto para posibilitar acciones eficientes

Esta es una definicin denotativa que seala al dominio de interaccin eficiente entre usuario y producto y por lo tanto est centrada sobre el resultado del acto de diseo. En esta definicin surgen dos cuestiones: Primeramente, se supera la perspectiva restrictiva del diseo industrial para referirse al diseo en trminos generales y, por otro lado, el resultado del acto de disear no es necesariamente el objeto, sino los dominios de interaccin objeto-usuario.

A fin de cuentas, no son los artefactos los que cuentan, sino las acciones eficientes que ellos permiten a una comunidad de usuarios [5:30-43]. De lo expresado anteriormente, es posible deducir que la definicin se construye a partir del resultado del acto proyectual, ya no es solamente el objeto, sino fundamentalmente la accin eficiente del usuario del mismo.

1.1. El significado de la palabra affordance La teora de affordances es obra del psiclogo de la percepcin James J. Gibson [1], quin defini as este concepto:

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The affordances of the environment are what it offers the animal, what it provides or furnishes, either for good or ill. The verb to afford is found on the dictionary, but the noun affordance is not. I have made it up. I mean by it something that refers to both the environment and the animal in a way that no existing term does. It implies the complementary of the animal and the environment1

Aunque no existe una traduccin exacta (o generalmente aceptada) al castellano del significado de este concepto, algunos autores le han otorgado significados variados. Donald Norman en La psicologa de los objetos cotidianos [6] utiliza el vocablo "prestaciones", otros investigadores interpretan el significado del concepto como permisividad, habilitacin y oportunidades ambientales[7], o invitaciones al uso [8]. Carlos Scolari seala que la contracara de la affordance son las constraints: los objetos no solamente comunican su funcin sino que tambin nos dicen lo que no podemos hacer con ellos. Como puede entreverse, la interpretacin del vocablo affordance es muy variada, sin embargo la concepcin del concepto ms afn a esta investigacin es oportunidad ambiental.

Independientemente del trmino que se utilice, lo importante de esta concepcin es el significado que tiene para el diseo, tarea en la cual se deben de diferenciar dos aspectos crticos, los cuales no deben de ser confundidos: el diseo de affordances2 y la incorpor en el acin diseo de la informacin que especifique los affordance. Dicho de otra manera, el incorporar en el diseo la utilidad (usefulness) del producto est relacionada pero a la vez es independiente de la incorporacin de la usabilidad (usability) [9].

Tradicionalmente la actividad del diseo se ha basado en la funcionalidad del objeto de diseo y ms recientemente en su usabilidad, tal como lo expresa Norman [10]:

The designer cares more about what actions the user perceives to be possible than what is true3

El diseador debe tomar en cuenta las acciones tiles que se puedan realizar con el objeto diseado, incorporando informacin de lo que es posible hacer con el mismo, debido a que un diseo til comprende las funciones correctas requeridas por los usuarios para satisfacer las metas deseadas. La utilidad (usefulness) es determinada entonces por los affordances del diseo, es decir, las posibilidades de accin del objeto de diseo as como la forma en que estos affordances corresponden a la necesidad sobre este. La relacin entre utilidad y affordance as como la relacin entre usabilidad (usability) y la informacin que especifica un affordance puede comprenderse mejor al observar la figura 1:

Figura 1. Utilidad y Usabilidad. Tomado de Gaver [9].

1 Los affordances del ambiente son lo que este ofrece al animal, lo que este ambiente provee o facilita ya sea para bien o para mal. El verbo facilitar se encuentra en el diccionario, pero el verbo affordance no. Lo he inventado. Lo utilizo para describir algo que se refiere en conjunto al ambiente y al animal de una forma que ningn trmino hace. Implica el complemento del animal y el ambiente. 2 en adelante se obviar el uso del estilo de letra itlico para este concepto 3 El diseador se preocupa mas por cuales acciones el usuario percibe como posibles que lo que es verdadero

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El concepto de affordance requiere adems de una combinacin especial de propiedades. Primeramente implica que los atributos fsicos del objeto sean compatibles con los del usuario; adems, que la informacin de los atributos del objeto sea compatible con el sistema perceptivo del usuario. Por ltimo, que los atributos y las acciones que hacen posibles sean perceptibles y relevantes al usuario as como tambin compatibles con sus caractersticas fsicas particulares (figura 2).

Figura 2. Propiedades necesarias para la existencia de affordances.

2. Propuesta de un mtodo para la creacin de estructuras de affordances

La propuesta gira en torno a la creacin de un mecanismo para identificar, clasificar y categorizar affordances a incorporar al objeto de diseo. El propsito de tener una estructura de affordances es el que esta distribucin sirva como gua rectora de la actividad creativa del equipo de diseo, en la etapa posterior a la generacin de conceptos.

La idea fundamental del diseo sistemtico basado en la funcin [11] [12], es que las demandas del usuario pueden ser traducidas a funciones, las cuales se pueden relacionar con principios fsicos de comportamiento del artefacto, los cuales son ejecutados por diferentes elementos o componentes. Al seguir detalladamente los pasos de este tipo de mtodos es razonable obtener un diseo ms completo y exacto, sin embargo no es claro si estos resultados sean debidos a su enfoque funcional o solo fruto de su sistematizacin; por tanto, lo que se cuestiona no es lo sistemtico del proceso, lo que se pone en duda es la ubicuidad de la funcin en el diseo de ingeniera. Si se desea instaurar el concepto de affordance como una percepcin alterna en el diseo, cobra sentido entonces utilizar un enfoque sistemtico.

2.1. Pasos para crear una estructura de affordance Paso 1. Recoleccin, comprensin y expresin de las necesidades del usuario en trminos de affordances. El primer paso para construir una estructura de affordances es expresar los requerimientos del usuario en estos trminos. Desde un punto de vista psicolgico, esto no debe ser algo complicado, debido a que la psicologa ecolgica propone que las personas perciben su ambiente en trminos de affordances, sin embargo, generalmente es ms sencillo expresarlos mediante relaciones, en lugar de utilizar una sola palabra para referirse a un affordance.

Paso 2. Aplicar un modelo genrico de estructura de affordances. El segundo paso consiste en comparar la lista con una estructura genrica (figura 7), notndose que aquellos affordances presentes en la estructura genrica y no presentes en el listado de affordances

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del usuario deben ser valorados por el diseador, y decidir si son en realidad importantes o se pueden omitir para el proyecto particular.

Paso 3. Priorizar los affordances. El tercer paso hacia la construccin de una estructura de affordances corresponde a jerarquizar el listado resultante del paso 2. El resultado de este paso sera un listado de caractersticas obligatorias, unidimensionales y atractivas. En base a la jerarquizacin de affordances, se pueden encontrar combinaciones que sean traducidas a diferentes de tipos de producto, tal como se muestra en la tabla 1.

Tipo de producto Affordances requeridos en la clasificacin de Kano

Producto bsico Affordances obligatorios: Aquellos que invariablemente deben estar presentes en el objeto

Producto esperado

Affordances obligatorios + Affordances unidimensionales: Aquellos que incrementan directamente la satisfaccin del usuario en relacin a su presencia en el objeto

Producto ampliado

Affordances obligatorios + Affordances unidimensionales + Affordances atractivos incorporados: Aquellos que brindan al objeto caractersticas novedosas no presentes en otros objetos similares o con la misma funcin

Producto potencial

Affordances obligatorios + Affordances unidimensionales + Affordances atractivos incorporados + Affordances atractivos an no incorporados

Tabla 1. Combinaciones de affordances para tipos de productos. Tomado y adaptado de [13].

Paso 4. Organizar los affordances en una estructura. El ltimo paso consiste en organizar el listado en una estructura ordenada. Esta actividad puede ser realizada de mltiples maneras, una de ellas es clasificar los affordances por tpicos, mediante una adaptacin de la estructura genrica.

2.2. Utilizacin de la teora de affordances Si se considera la visin de affordances como base terica para el diseo, esta actividad debe contemplarse como una actividad pluridisciplinar que requiere contemplar la creacin de objetos considerando los mltiples aspectos que inciden sobre el producto.

No existen procedimientos metodolgicos slidos para identificar, medir y categorizar aquellos affordance de carcter subjetivo relacionados con la percepcin subjetiva del producto. La investigacin ofrece una herramienta para la toma de decisiones de diseo dirigidas a representar en un producto no nicamente las caractersticas funcionales sino tambin las necesidades estticas y emocionales que el usuario posee sobre este objeto. Los mecanismos a emplear se presentan en la figura 3a, as mismo el sustento terico de los mismos se describe brevemente a continuacin:

3.1. Tratamiento propuesto para requerimientos funcionales. Para la clasificacin y jerarquizacin de este tipo de requisitos se plantea usar una combinacin del mtodo Kano para la satisfaccin del cliente [2] [14] [15], junto al proceso analtico de jerarquas de Saaty [16].

3.2. Tratamiento propuesto para los requerimientos emocionales. En el caso de los atributos emocionales, se recurrir al anlisis y tratamiento que plantea la tcnica de Kansei [17] que parte de un primer proceso de reduccin de datos por medio del anlisis factorial [18] [19], estos datos son obtenidos por la tcnica de diferenciales semnticos de Osgood [3] [20] [21]

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mediante el uso de una herramienta informtica adaptada para las condiciones especiales de esta propuesta y que parte de la tecnologa XML (Extensible Markup Language).

3.3. Herramienta de conversin de los requerimientos cualitativos en especificaciones de diseo. Este apartado representa la seccin medular de esta propuesta y se fundamenta en la teora de conjuntos difusos [4], la cual es una generalizacin de la teora de conjuntos clsica. En la teora clsica de conjuntos un objeto pertenece o no a un conjunto, y para cualquier objeto se puede definir su pertenencia o no a un determinado conjunto.

Los conjuntos clsicos se definen mediante un predicado que da lugar a una clara divisin del Universo de Discurso X en los valores "Verdadero" y "Falso". Sin embargo, el razonamiento humano utiliza frecuentemente predicados que no se pueden reducir a este tipo de divisin: son los denominados predicados vagos [20]. La lgica difusa es bsicamente una lgica multivaluada que permite valores intermedios para poder definir evaluaciones convencionales como "ms bien caliente" o "poco fro" pueden formularse matemticamente. De esta forma se realiza un intento de aplicar una forma ms humana de pensar en la modelacin matemtica.

La figura 3a, puede dar una idea inicial de los mecanismos a utilizar para cumplir estos objetivos. Los resultados, que se muestran en el siguiente apartado fueron sintetizados a partir de la informacin recogida. La razn principal de esto es debido a la gran cantidad de datos recogidos.

3. Desarrollo de la aplicacin La figura 3b presenta la secuencia de actividades que se realizaron para desarrollar el caso prctico de aplicacin y que sirven como una plataforma general para aplicar la metodologa propuesta. El caso de estudio se fundament en el diseo de una silla de ruedas elctrica de bipedestacin, aplicndose un total de 103 encuestas de dos tipos: personal y va correo electrnico.

3.1. Clasificacin de los requerimientos de producto de tipo funcional Para ello fueron evaluadas en total 15 necesidades, obtenindose una clasificacin de los mismos a partir de la aplicacin del mtodo Kano para satisfaccin del usuario, como se muestra en la tabla 2.

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Requerimiento Clasificacin 1. Facilidad de conduccin. Obligatorio 2. Facilidad de mantenimiento. Atractivo 3. Esttica agradable. Atractivo 4. Posibilidad de agregar complementos: luces, accesorios para comunicacin y accesorios para respaldo / asiento. Atractivo

5. Posibilidad de adaptar el asiento, respaldo y reposapies-reposabrazos a mis necesidades especficas. Unidimensional

6. Comodidad. Unidimensional 7. Facilidad de plegado y/o desmontaje. Indiferencia 8. Espacio para transportar objetos diversos. Obligatorio 9. Capacidad de absorcin de impactos e irregularidades del terreno (amortiguacin). Obligatorio

10. Capacidad de superar obstculos del terreno. Unidimensional 11. Seguridad contra vuelcos. Atractivo 12. Precio. Atractivo 13. Autonoma (duracin de bateras). Atractivo 14. Capacidad de adaptacin a caractersticas corporales. Unidimensional 15. Durabilidad de componentes. Obligatorio

Tabla 2. Clasificacin de los requerimientos en base a los resultados obtenidos.

A partir de esta clasificacin es posible entonces establecer las combinaciones necesarias de affordance a reflejar en el objeto, de forma que se puedan crear niveles de producto bsico, esperado o potencial.

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a. Base terica aplicada en la propuesta metodolgica b. Secuencia Prctica de actividades

Figura 3. Metodologa planteada.

3.2. Clasificacin de los requerimientos de producto de tipo subjetivo (semnticos). En torno al objeto de estudio fueron evaluados primeramente mediante la tcnica de diferenciales semnticos un total de 20 pares de adjetivos que describen cualidades subjetivas (en la aplicacin, de carcter esttico) a reflejar en el producto. El objetivo de esta tcnica es el proveer un sustento cuantitativo, tal que permita obtener una medida objetiva del significado psicolgico que tiene para el encuestado un producto; para ello se utilizan una serie de escalas descriptivas de adjetivos bipolares, en base a los cuales se establece el grado de semejanza, o disparidad, entre diferentes conceptos. La figura 4 muestra el mapa semntico en torno a los 20 diferenciales semnticos para uno de los productos evaluados

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Figura 4. Mapa de valoracin de los diferenciales semnticos de uno de los productos

evaluados.

Los 20 pares de adjetivos fueron reducidos a 7 factores mediante la tcnica de anlisis factorial, debido a que la matriz factorial puede presentar un nmero de factores superior al necesario para explicar la estructura de los datos originales. Generalmente hay un conjunto reducido de factores que explican la mayor parte de la variabilidad total. Los otros factores suelen contribuir relativamente poco. La decisin de escoger este nmero de factores resulta de sopesar el incremento de confiabilidad (relacionado al incremento de la varianza total explicada por el nmero de factores) contra el incremento de complejidad resultante de contemplar una mayor cantidad de factores (es decir, considerar mas de siete de ellos).

3.3. Modelo de inferencia difusa El modelo matemtico desarrollado parte de la existencia de la informacin correspondiente a las propuestas de diseo, esta informacin inicial concierne a los resultados obtenidos de la tcnica de diferenciales semnticos. Adems, es necesario contar con la informacin resultante del proceso de identificacin de los factores que agrupan los conjuntos de adjetivos semnticos, junto a su valoracin para cada una de las propuestas de diseo.

La inferencia difusa es el proceso de formulacin de una respuesta a un modelo matemtico partiendo de un conjunto de datos de entrada, utilizando para ello las tcnicas propias de la lgica difusa. Esta respuesta generada, sirve a su vez como base sobre la cual se pueden tomar decisiones, o bien, discernir patrones de comportamiento. La figura 5 ilustra este procedimiento para la aplicacin particular.

Figura 5. Grfico simplificado del proceso de inferencia difuso utilizado.

En total fueron formuladas 112 restricciones para el modelo matemtico, este nmero de condiciones surge a partir del total de combinaciones posibles de funciones de pertenencia

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para los siete factores. La figura 6 presenta las 16 restricciones correspondientes al primero de los siete factores considerados en el modelo.

Figura 6. Las 16 restricciones del modelo matemtico correspondientes al factor 1.

4. Resultados En base a los resultados obtenidos de la encuesta y su posterior procesamiento estadstico y modelacin matemtica, pueden ser formuladas las estructuras de, las cuales conformaran una gua rectora de trabajo para el equipo de diseo, marcando las pautas a seguir en el proceso de diseo de detalle del producto. De esta manera, el diseo del producto ser dirigido de forma que se de importancia a aquellos aspectos que el usuario del producto percibe como ms importantes en un producto, en el entorno de uso del mismo. Este ordenamiento de affordances se divide, a su vez, en dos reas sensiblemente diferenciadas: la percepcin esttica y las caractersticas de uso del producto.

La figura 7 presenta la estructura de affordances para un producto ampliado y esperado. Estas clasificaciones surgen a partir de dos resultados parciales: el mtodo Kano para la satisfaccin del cliente y, en lo referente a los affordances de tipo esttico; el diseo conceptual seleccionado (una de las propuestas de silla de ruedas de bipedestacin) para su desarrollo a detalle se elige a partir del modelo de inferencia difusa.

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Figura 7. Esquema de affordances obtenido para la combinacin de producto ampliado.

4. Conclusiones Los affordances representan un conjunto especial de interacciones, en el sentido amplio de su bidireccionalidad artefacto/usuario, usuario/artefacto. Sin embargo, todas las interacciones no son por si mismas affordances; esta afirmacin demanda de parte del diseador una atencin especial, debido a que esto significa que por si mismas, las propiedades de un objeto no sealan un affordance, lo que les confiere esa propiedad es el grado en que estas propiedades resultan tiles de alguna manera al usuario.

De esta manera, se pueden definir las affordances entre objeto y usuario como el conjunto de interacciones en las cuales las propiedades del objeto son percibidas por el usuario como posibilidades de accin, es entonces que se puede decir que un objeto permite una combinacin de usos.

En este sentido, a partir de los resultados obtenidos del caso prctico, se puede afirmar que la propuesta establece un mecanismo auxiliar en el diseo, el cual ofrece una alternativa al diseo fundamentado nicamente en el anlisis de funciones. La diferencia central entre los conceptos de funcin y affordance radica en el grado de complejidad de las relaciones descritas por cada uno. Una funcin describe una relacin simple de entradas-salidas en forma de modelo de caja negra; en contraste a ello, un affordance describe la relacin, mucho ms compleja, entre las propiedades de un artefacto y la percepcin del uso de este artefacto por el usuario. Esta complejidad en el diseo surge a partir de mltiples factores, que tienen como base la necesidad bsica de considerar en el diseo tres actores bsicos: el artefacto, el usuario y el diseador.

Como resultado del caso prctico se ha comprobado que es factible contar con un mecanismo para identificar, entre alternativas de diseo de concepto, primeramente aquella

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propuesta de diseo que ms cercanamente satisface las necesidades subjetivas de carcter semntico que se desea reflejar en la apariencia externa del objeto.

Por otro lado, las estructuras resultantes permiten distinguir entre las combinaciones de affordances a incorporar en el objeto, en torno a tres niveles de diseo: producto bsico, producto esperado y producto ampliado. Lgicamente, el nivel de complejidad resultante para cada una de estas estructuras es congruente con la cantidad de posibilidades de accin a incorporar al objeto de diseo.

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Correspondencia Dr. Jaime Alfonso Len Duarte Universidad de Sonora (www.uson.mx) Departamento de Ingeniera Industrial (www.industrial.uson.mx) Avenida Rosales y Bulevar Transversal C.P. 83000 Hermosillo, Mxico Telfono: (+52) 6622592160, 6622112071 Email: jleond@industrial.uson.mx, lromero@industrial.uson.mx

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