Carga cognitiva em um problema de otimização: o efeito da complexidade e do formato de apresentação das informações no processamento da informação e na tomada de decisão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bender, Carolina Schneider
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/001300000drwr
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/28569
Resumo: Humans face complexity in many actions, from choosing a pizza to decide a university career. From the computational perspective agents face complexity because they deal with limited resources that restrict their capabilities. Thus, is necessary an adjustment between the environment and the processing structures used to solve the problem for the task load does not exceed the capabilities of the decision maker. This work investigates the relationship between the complexity and the information presentation format of an optimization problem, and the cognitive load imposed on the solver, considering the influence of these variables on information processing and decision making. An experimental task was developed based on the Knapsack optimization problem. The complexity (low, medium and high) and the information presentation format (numerical and visual) was manipulated. Data were collected from 42 individuals. Information processing was measured based on the rate of fixations and duration of fixations, and decision-making analyzed through optimization and relative performances, response time and confidence. The main findings allow us to conclude that even with the increased load, in some comparisons subjects were able to keep constant the attention employed (rate of fixations), or the evoked effort (duration of fixations) was not affected by the load. The visual task imposed an extra load processing when the instances were of high complexity. Subject’s ability to optimize and the time to find a solution are highly susceptible to changes in the load. This finding was only observed in the numerical version for the ability to find approximate solutions and for confidence, which may be the result of compensations performed in the visual version. The presentation format affected the optimization capacity, and in low complexity the numerical format led to better scores, which became equivalent when the complexity was medium or high. The response time was lower in the visual version. All these results allow the conclusion that the combination of complexity levels and information presentation formats adopted in the optimization problem favored different aspects of the task. The presentation of relevant information for solving the problem through numbers will result in less workload imposed by the task, allowing the extraction of accurate data and objective information. Specifically, when the complexity is low, numbers will lead to decision-making efficiency in terms of finding the optimal answer. On the other hand, when dealing with situations that require a quick decision process the visual presentation can bring approximate results as good as the numerical one, however, with a lower response time.
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This work investigates the relationship between the complexity and the information presentation format of an optimization problem, and the cognitive load imposed on the solver, considering the influence of these variables on information processing and decision making. An experimental task was developed based on the Knapsack optimization problem. The complexity (low, medium and high) and the information presentation format (numerical and visual) was manipulated. Data were collected from 42 individuals. Information processing was measured based on the rate of fixations and duration of fixations, and decision-making analyzed through optimization and relative performances, response time and confidence. The main findings allow us to conclude that even with the increased load, in some comparisons subjects were able to keep constant the attention employed (rate of fixations), or the evoked effort (duration of fixations) was not affected by the load. The visual task imposed an extra load processing when the instances were of high complexity. Subject’s ability to optimize and the time to find a solution are highly susceptible to changes in the load. This finding was only observed in the numerical version for the ability to find approximate solutions and for confidence, which may be the result of compensations performed in the visual version. The presentation format affected the optimization capacity, and in low complexity the numerical format led to better scores, which became equivalent when the complexity was medium or high. The response time was lower in the visual version. All these results allow the conclusion that the combination of complexity levels and information presentation formats adopted in the optimization problem favored different aspects of the task. The presentation of relevant information for solving the problem through numbers will result in less workload imposed by the task, allowing the extraction of accurate data and objective information. Specifically, when the complexity is low, numbers will lead to decision-making efficiency in terms of finding the optimal answer. On the other hand, when dealing with situations that require a quick decision process the visual presentation can bring approximate results as good as the numerical one, however, with a lower response time.Os humanos enfrentam a complexidade em muitas atividades rotineiras, desde escolher o sabor de uma pizza até decidir qual carreira universitária seguir. Sob a ótica computacional, agentes enfrentam a complexidade pois lidam com recursos limitados que restringem as suas capacidades. Assim, é necessário um ajuste entre o ambiente e as estruturas de processamento empregadas para resolver o problema, de forma que a carga da tarefa não supere as capacidades do decisor. Esse trabalho investiga a relação entre a complexidade e o formato de apresentação das informações de um problema de otimização e a carga cognitiva imposta ao agente solucionador, considerando-se a influência dessas variáveis no processamento da informação e na tomada de decisão. Desenvolveu-se uma tarefa experimental com base no problema de otimização Knapsack problem, manipulando-se a complexidade (baixa, média e alta) e o formato de apresentação das informações (numérico e visual). Foram coletados dados de 42 indivíduos, sendo o processamento da informação mensurado a partir da taxa de fixações e da duração das fixações, e a tomada de decisão analisada por meio dos desempenhos de otimização e relativo, tempo de resposta e confiança. Os principais achados permitem concluir que frente ao aumento de carga, em algumas comparações, os sujeitos conseguiram manter constante a atenção empregada (taxa de fixações), ou o esforço evocado (duração das fixações) não foi afetado, com a tarefa visual impondo uma carga extra de processamento quando as instâncias eram de complexidade alta. Ainda, aponta-se que a capacidade de otimizar e o tempo para encontrar uma solução são altamente suscetíveis a mudanças na carga. Tal achado somente foi observado na versão numérica para a habilidade de encontrar soluções aproximadas e para a confiança, o que pode ser resultado de compensações realizadas na versão visual. O formato de apresentação afetou a capacidade de otimização, sendo que na complexidade baixa o formato numérico levou à melhores escores, que se tornaram equivalentes quando a complexidade era média ou alta. O tempo de resposta foi inferior na versão visual. Assim, a combinação dos níveis de complexidade e dos formatos de apresentação das informações adotados no problema de otimização favoreceram aspectos distintos da tarefa. Dessa forma, deve-se considerar que a apresentação das informações relevantes para a resolução do problema por meio de números resultará em menor carga de trabalho imposta pela tarefa, permitindo a extração de dados precisos e informações objetivas, e, especificamente quando a complexidade for baixa, levando a uma melhor eficiência na tomada de decisão, em termos de encontrar a resposta ótima. Por outro lado, quando lidando com situações que exigem que o processo de decisão seja rápido, a versão visual poderá trazer resultados aproximados tão bons quanto a numérica, no entanto, com um tempo de resposta inferior.Universidade Federal de Santa MariaBrasilAdministraçãoUFSMPrograma de Pós-Graduação em AdministraçãoCentro de Ciências Sociais e HumanasLöbler, Mauri Leodirhttp://lattes.cnpq.br/7320669188854401Bobsin, DeboraLehnhart, Eliete dos ReisCasalinho, Gilmar D'Agostini OliveiraVisentini, Monize SâmaraBender, Carolina Schneider2023-04-05T15:48:04Z2023-04-05T15:48:04Z2023-03-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/28569ark:/26339/001300000drwrporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-04-05T15:48:04Zoai:repositorio.ufsm.br:1/28569Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-04-05T15:48:04Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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