X CONGRESO INTERNACIONAL DE INGENIERÍA DE PROYECTOS

VALENCIA, 13-15 Septiembre, 2006

INTERPRETANDO A LOS USUARIOS. CONSIDERACIÓN DE LA PERCEPCIÓN SUBJETIVA COMO FACTOR PRIMORDIAL EN EL

DISEÑO DE PRODUCTO

Jaime A. León Duarte p, Luís 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 “user’s 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 user’s 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 product’s 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 user’s 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], Osgood’s 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 económico actual obliga a las organizaciones a implantar estrategias novedosas dirigidas a incrementar su nivel de competitividad. El diseño industrial no es ajeno a esto, en la actualidad es común que las organizaciones declaren que sus productos sean fruto de escuchar al usuario. Sin embargo, este proceso se distingue por dos características: la naturaleza lingüística asociada al mismo, así 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 sólidos y confiables para traducir las necesidades del usuario en características de diseño; no únicamente aquellas palpables, se hace un particular énfasis en la necesidad de incorporar los atributos intangibles

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relacionados con la percepción del producto por el usuario. La propuesta genera una respuesta a esta necesidad, mediante un mecanismo para la detección e interpretación de atributos de producto en la fase de diseño conceptual, de forma que no únicamente se identifican y categorizan las necesidades funcionales, sino que además se incluye un procedimiento para evaluar la percepción subjetiva del usuario.

Partiendo de una diferenciación inicial del tipo de requerimientos, se recurre a mecanismos particulares para la detección, interpretación y categorización de las necesidades del usuario en dos vertientes básicas. 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 acción. Esta distribución servirá de guía para el equipo creativo en la fase de diseño de detalle, incorporándose aquellos aspectos que el usuario valora mayormente. Para ello, se recurre a una combinación de mecanismos, siendo los principales de ellos el método Kano [2], la técnica de diferenciales semánticos de Osgood [3], el análisis factorial y la lógica difusa (fuzzy logic) [4].

Palabras clave: Diseño industrial, Affordances, Kansei, Diferenciales semánticos, Método Kano, Lógica difusa.

1. Introducción Históricamente la ingeniería ha juzgado la labor del diseñador industrial utilizando un enfoque reduccionista, en el cual esta actividad se ve como un simple acto de intervención estética hacia los objetos, apartado de la visión clásica del diseño de ingeniería, destinado a proveer la forma, entendida como la estructura y función de los objetos. Esta es una definición inmanente al diseño, que sin embargo se encuentra restringida a una de sus áreas: el análisis funcional.

En contra de la opinión de que el diseñador proyecta la estética de los objetos alrededor de artefactos tecnológicos realizados por las ingenierías, la investigación se ha centrado en la ingeniería del diseño industrial, situando a esta disciplina de modo tal que sean considerados elementos provenientes de la visión tradicional de la ingeniería así como del diseño industrial. No existe una definición comúnmente aceptada para la ingeniería del diseño industrial, sin embargo para esta investigación adopta la descripción que hace Bonsiepe [5] de la actividad de diseño:

“El diseño es el dominio en el cual se estructura la interacción entre usuario y producto para posibilitar acciones eficientes”

Esta es una definición denotativa que señala al “dominio de interacción eficiente entre usuario y producto” y por lo tanto está centrada sobre el resultado del acto de diseño. En esta definición surgen dos cuestiones: Primeramente, se supera la perspectiva restrictiva del diseño industrial para referirse al diseño en términos generales y, por otro lado, el resultado del acto de diseñar no es necesariamente el objeto, sino los dominios de interacción 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 definición se construye a partir del resultado del acto proyectual, ya no es solamente el objeto, sino fundamentalmente la acción eficiente del usuario del mismo.

1.1. El significado de la palabra affordance La teoría de affordances es obra del psicólogo de la percepción James J. Gibson [1], quién definió así 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 environment”1

Aunque no existe una traducción exacta (o generalmente aceptada) al castellano del significado de este concepto, algunos autores le han otorgado significados variados. Donald Norman en La psicología de los objetos cotidianos [6] utiliza el vocablo "prestaciones", otros investigadores interpretan el significado del concepto como “permisividad”, “habilitación” y “oportunidades ambientales”[7], o “invitaciones al uso” [8]. Carlos Scolari señala que “la contracara de la affordance son las constraints: los objetos no solamente comunican su función sino que también nos dicen lo que no podemos hacer con ellos”. Como puede entreverse, la interpretación del vocablo affordance es muy variada, sin embargo la concepción del concepto más afín a esta investigación es “oportunidad ambiental”.

Independientemente del término que se utilice, lo importante de esta concepción es el significado que tiene para el diseño, tarea en la cual se deben de diferenciar dos aspectos críticos, los cuales no deben de ser confundidos: el diseño de affordances2 y la incorpor en el ación diseño de la información que especifique los affordance. Dicho de otra manera, el incorporar en el diseño la utilidad (usefulness) del producto está relacionada pero a la vez es independiente de la incorporación de la usabilidad (usability) [9].

Tradicionalmente la actividad del diseño se ha basado en la funcionalidad del objeto de diseño y más 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 true”3

El diseñador debe tomar en cuenta las acciones útiles que se puedan realizar con el objeto diseñado, incorporando información de lo que es posible hacer con el mismo, debido a que un diseño útil comprende las funciones correctas requeridas por los usuarios para satisfacer las metas deseadas. La utilidad (usefulness) es determinada entonces por los affordances del diseño, es decir, las posibilidades de acción del objeto de diseño así como la forma en que estos affordances corresponden a la necesidad sobre este. La relación entre utilidad y affordance así como la relación entre usabilidad (usability) y la información 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 ningún término hace. Implica el complemento del animal y el ambiente.” 2 en adelante se obviará el uso del estilo de letra itálico para este concepto 3 “El diseñador 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 además de una combinación especial de propiedades. Primeramente implica que los atributos físicos del objeto sean compatibles con los del usuario; además, que la información de los atributos del objeto sea compatible con el sistema perceptivo del usuario. Por último, que los atributos y las acciones que hacen posibles sean perceptibles y relevantes al usuario así como también compatibles con sus características físicas particulares (figura 2).

Figura 2. Propiedades necesarias para la existencia de affordances.

2. Propuesta de un método para la creación de estructuras de affordances

La propuesta gira en torno a la creación de un mecanismo para identificar, clasificar y categorizar affordances a incorporar al objeto de diseño. El propósito de tener una estructura de affordances es el que esta distribución sirva como guía rectora de la actividad creativa del equipo de diseño, en la etapa posterior a la generación de conceptos.

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

2.1. Pasos para crear una estructura de affordance Paso 1. Recolección, comprensión y expresión de las necesidades del usuario en términos de affordances. El primer paso para construir una estructura de affordances es expresar los requerimientos del usuario en estos términos. Desde un punto de vista psicológico, esto no debe ser algo complicado, debido a que la psicología ecológica propone que las personas perciben su ambiente en términos de affordances, sin embargo, generalmente es más sencillo expresarlos mediante relaciones, en lugar de utilizar una sola palabra para referirse a un affordance.

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

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del usuario deben ser valorados por el diseñador, 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 construcción de una estructura de affordances corresponde a jerarquizar el listado resultante del paso 2. El resultado de este paso sería un listado de características obligatorias, unidimensionales y atractivas. En base a la jerarquización 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 clasificación de Kano

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

Producto esperado

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

Producto ampliado

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

Producto potencial

Affordances obligatorios + Affordances unidimensionales + Affordances atractivos incorporados + Affordances atractivos aún 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 último paso consiste en organizar el listado en una estructura ordenada. Esta actividad puede ser realizada de múltiples maneras, una de ellas es clasificar los affordances por tópicos, mediante una adaptación de la estructura genérica.

2.2. Utilización de la teoría de affordances Si se considera la visión de affordances como base teórica para el diseño, esta actividad debe contemplarse como una actividad pluridisciplinar que requiere contemplar la creación de objetos considerando los múltiples aspectos que inciden sobre el producto.

No existen procedimientos metodológicos sólidos para identificar, medir y categorizar aquellos affordance de carácter subjetivo relacionados con la percepción subjetiva del producto. La investigación ofrece una herramienta para la toma de decisiones de diseño dirigidas a representar en un producto no únicamente las características funcionales sino también las necesidades estéticas y emocionales que el usuario posee sobre este objeto. Los mecanismos a emplear se presentan en la figura 3a, así mismo el sustento teórico de los mismos se describe brevemente a continuación:

3.1. Tratamiento propuesto para requerimientos funcionales. Para la clasificación y jerarquización de este tipo de requisitos se plantea usar una combinación del método Kano para la satisfacción del cliente [2] [14] [15], junto al proceso analítico de jerarquías de Saaty [16].

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

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

3.3. Herramienta de conversión de los requerimientos cualitativos en especificaciones de diseño. Este apartado representa la sección medular de esta propuesta y se fundamenta en la teoría de conjuntos difusos [4], la cual es una generalización de la teoría de conjuntos clásica. En la teoría clásica 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 clásicos se definen mediante un predicado que da lugar a una clara división 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 división: son los denominados predicados vagos [20]. La lógica difusa es básicamente una lógica multivaluada que permite valores intermedios para poder definir evaluaciones convencionales como "más bien caliente" o "poco frío" pueden formularse matemáticamente. De esta forma se realiza un intento de aplicar una forma más humana de pensar en la modelación matemática.

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 información recogida. La razón principal de esto es debido a la gran cantidad de datos recogidos.

3. Desarrollo de la aplicación La figura 3b presenta la secuencia de actividades que se realizaron para desarrollar el caso práctico de aplicación y que sirven como una plataforma general para aplicar la metodología propuesta. El caso de estudio se fundamentó en el diseño de una silla de ruedas eléctrica de bipedestación, aplicándose un total de 103 encuestas de dos tipos: personal y vía correo electrónico.

3.1. Clasificación de los requerimientos de producto de tipo funcional Para ello fueron evaluadas en total 15 necesidades, obteniéndose una clasificación de los mismos a partir de la aplicación del método Kano para satisfacción del usuario, como se muestra en la tabla 2.

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Requerimiento Clasificación 1. Facilidad de conducción. Obligatorio 2. Facilidad de mantenimiento. Atractivo 3. Estética agradable. Atractivo 4. Posibilidad de agregar complementos: luces, accesorios para comunicación y accesorios para respaldo / asiento. Atractivo

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

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

10. Capacidad de superar obstáculos del terreno. Unidimensional 11. Seguridad contra vuelcos. Atractivo 12. Precio. Atractivo 13. Autonomía (duración de baterías). Atractivo 14. Capacidad de adaptación a características corporales. Unidimensional 15. Durabilidad de componentes. Obligatorio

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

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

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a. Base teórica aplicada en la propuesta metodológica b. Secuencia Práctica de actividades

Figura 3. Metodología planteada.

3.2. Clasificación de los requerimientos de producto de tipo subjetivo (semánticos). En torno al objeto de estudio fueron evaluados primeramente mediante la técnica de diferenciales semánticos un total de 20 pares de adjetivos que describen cualidades subjetivas (en la aplicación, de carácter estético) a reflejar en el producto. El objetivo de esta técnica es el proveer un sustento cuantitativo, tal que permita obtener una medida objetiva del significado psicológico 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 semántico en torno a los 20 diferenciales semánticos para uno de los productos evaluados

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Figura 4. Mapa de valoración de los diferenciales semánticos de uno de los productos

evaluados.

Los 20 pares de adjetivos fueron reducidos a 7 factores mediante la técnica de análisis factorial, debido a que la matriz factorial puede presentar un número 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 decisión de escoger este número de factores resulta de sopesar el incremento de confiabilidad (relacionado al incremento de la varianza total explicada por el número 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 matemático desarrollado parte de la existencia de la información correspondiente a las propuestas de diseño, esta información inicial concierne a los resultados obtenidos de la técnica de diferenciales semánticos. Además, es necesario contar con la información resultante del proceso de identificación de los factores que agrupan los conjuntos de adjetivos semánticos, junto a su valoración para cada una de las propuestas de diseño.

La inferencia difusa es el proceso de formulación de una respuesta a un modelo matemático partiendo de un conjunto de datos de entrada, utilizando para ello las técnicas propias de la lógica 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 aplicación particular.

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

En total fueron formuladas 112 restricciones para el modelo matemático, este número 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 matemático correspondientes al factor 1.

4. Resultados En base a los resultados obtenidos de la encuesta y su posterior procesamiento estadístico y modelación matemática, pueden ser formuladas las estructuras de, las cuales conformarían una guía rectora de trabajo para el equipo de diseño, marcando las pautas a seguir en el proceso de diseño de detalle del producto. De esta manera, el diseño del producto será dirigido de forma que se de importancia a aquellos aspectos que el usuario del producto percibe como más importantes en un producto, en el entorno de uso del mismo. Este ordenamiento de affordances se divide, a su vez, en dos áreas sensiblemente diferenciadas: la percepción estética y las características 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 método Kano para la satisfacción del cliente y, en lo referente a los affordances de tipo estético; el diseño conceptual seleccionado (una de las propuestas de silla de ruedas de bipedestación) 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 combinación 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 afirmación demanda de parte del diseñador una atención especial, debido a que esto significa que por si mismas, las propiedades de un objeto no señalan un affordance, lo que les confiere esa propiedad es el grado en que estas propiedades resultan útiles 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 acción, es entonces que se puede decir que un objeto permite una combinación de usos.

En este sentido, a partir de los resultados obtenidos del caso práctico, se puede afirmar que la propuesta establece un mecanismo auxiliar en el diseño, el cual ofrece una alternativa al diseño fundamentado únicamente en el análisis de funciones. La diferencia central entre los conceptos de función y affordance radica en el grado de complejidad de las relaciones descritas por cada uno. Una función describe una relación simple de entradas-salidas en forma de modelo de “caja negra”; en contraste a ello, un affordance describe la relación, mucho más compleja, entre las propiedades de un artefacto y la percepción del uso de este artefacto por el usuario. Esta complejidad en el diseño surge a partir de múltiples factores, que tienen como base la necesidad básica de considerar en el diseño tres actores básicos: el artefacto, el usuario y el diseñador.

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

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propuesta de diseño que más cercanamente satisface las necesidades subjetivas de carácter semántico 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 diseño: producto básico, producto esperado y producto ampliado. Lógicamente, el nivel de complejidad resultante para cada una de estas estructuras es congruente con la cantidad de posibilidades de acción a incorporar al objeto de diseño.

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

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