Lei de Hick

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A lei de Hick ou lei de Hick–Hyman, formulada por William Edmund Hick e Ray Hyman, descreve o tempo que uma pessoa leva para tomar uma decisão com base no número de opções possíveis a serem escolhidas: aumentar o número de opções vai aumentar o tempo de decisão logaritmicamente. Portanto, a lei de Hick diz respeito à capacidade cognitiva informacional em experimentos baseados em escolhas. O tempo levado para processar uma certa quantidade de bits na lei de Hick é convencionalmente chamado "taxa de ganho de informação".

A lei de Hick é às vezes citada para justificar decisões relativas à arquitetura de decisões. Por exemplo, para achar uma determinada palavra (i.e., o nome de um comando) numa lista de palavras aleatoriamente ordenada (i.e., um cardápio), ler cada uma das palavras é necessário, consumindo assim tempo linear, e nesse caso a lei de Hick não se aplica. No entanto, se a lista é alfabética e o usuário conhece o nome do comando, poderá então usar uma estratégia de subdivisão, que funciona em tempo logarítmico.[1]

Origem[editar | editar código-fonte]

Em 1868, a relação entre ter múltiplos estímulos e a reação da escolha foi registrada por Franciscus Donders. Em 1885, J. Merkel descobriu que o tempo de resposta é maior quando o estímulo pertence a um conjunto maior de estímulos. Psicólogos começaram a encontrar semelhanças entre esse fenômeno e a Teoria da Informação.

Hick começou sua pesquisa com essa teoria em 1951. Seu primeiro experimento envolveu 10 lâmpadas com chaves de Código Morse correspondentes. As lâmpadas se iluminavam aleatoriamente a cada cinco segundos. A reação da escolha foi registrada com um número de escolhas indo de 2 a 10 lâmpadas.

Hick realizou um segundo experimento baseado na mesma tarefa, mantendo o número de alternativas em 10. O participante realizou a tarefa nas duas primeiras vezes recebendo a instrução de realizá-la o mais precisamente possível. Na última tarefa, pediu-se ao participante que a realizasse o mais rápido possível.

Enquanto Hick preoupou-se com a relação logarítmica entre tempo de reação e número de escolhas, Hyman se propôs a entender melhor a relação entre tempo de reação e a média do número de escolhas. No experimento de Hyman, havia oito focos luminosos diferentes organizadas numa matrix de seis por seis. Cada uma dessas luzes recebeu um nome e foi registrado o tempo que o participante demorava para dizer o nome da luz depois de esta ser acesa. Hyman contribuiu para determinar uma relação linear entre tempo de reação e a informação transmitida.

Lei[editar | editar código-fonte]

Sendo n as alternativas igualmente prováveis de escolhas, o tempo médio T para a escolha dentre as alternativas é aproximadamente:

onde b é uma constante que pode ser determinada empiricamente ao ajustar uma linha a dados coletados. O logaritmo expressa a profundidade da hierarquia de "árvore de escolha" – log2 indica a pesquisa binária que é realizada. A adição de 1 a "n" considera a "incerteza sobre responder ou não, além da sobre a resposta a dar"."[2]

No caso de escolhas com probabilidades desiguais, a lei pode ser generalizada como:

onde H está fortemente associado à entropia da decisão, definida como:

onde pi diz respeito à probabilidade de a alternativa i denotar a entropia da informação.

A lei de Hick é similar em sua forma à lei de Fitts. A lei de Hick tem uma forma logarítmica porque as pessoas subdividem o conjunto de total de escolhas em categorias, eliminando aproximadamente metade das escolhas remanescentes em cada etapa, em vez de considerar cada uma das escolhas separadamente, o que exigiria tempo linear.

Relação com QI[editar | editar código-fonte]

Aplicação de Roth à lei de Hick.
"Bit" é a unidade de log2(n)

E. Roth (1964) demonstrou a correlação entre QI e velocidade de processamento de informação, a recíproca da inclinação da função:[3]

onde n é o número de opções. O tempo que se toma para chegar a uma decisão é:

Compatibilidade estímulo-resposta[editar | editar código-fonte]

Sabe-se que a compatibilidade estímulo-resposta também afeta o tempo de reação à escolha na lei Hick-Hyman. Isso significa que a resposta será similar ao próprio estímulo (como virar o volante para virar as rodas de um carro). A ação que o usuário realiza é similar à resposta que o motorista recebe do carro.

Exceções à lei de Hick[editar | editar código-fonte]

A função sigmoide representa melhor do que a linear a relação entre previsibilidade e tempo de reação.

Estudos sugerem que a busca de uma palavra dentro de uma lista ordenada aleatoriamente – em que o tempo de resposta aumenta linearmente com o número de itens – não permite a generalização da lei, pois, em outras condições, o tempo de reação pode não se relacionar linearmente com o logaritmo do número de elementos ou mesmo apresentar outras variações do plano básico.

Exceções à lei de Hick foram provadas em estudos sobre a resposta verbal a estímulos familiares, em que há ausência de relação ou aumento sutil do tempo de reação associado ao aumento do número de tentativas,[4] e respostas sacádicas, em que foi mostrado haver ou ausência de relação[5] ou redução do tempo para sacada com o aumento do número de elementos, aliás um efeito antagônico ao postulado pela lei de Hick.[6]

A generalização da lei de Hick foi também testada em estudos sobre a previsibilidade de transições associadas ao tempo de resposta a elementos estruturados em sequência.[7][8] Esse processo foi inicialmente descrito como de acordo com à lei de Hick,[9] mas, mais recentemente, foi mostrado que a relação entre previsibilidade e tempo de reação é sigmóide e não linear, associado a diferentes modos de ação.[10]

Referências

  1. Landauer, T. K.; Nachbar, D. W. (1985). «Selection from alphabetic and numeric menu trees using a touch screen». Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems - CHI '85. [S.l.: s.n.] 73 páginas. ISBN 0897911490. doi:10.1145/317456.317470 
  2. Card, Stuart K.; Moran, Thomas P.; Newell, A. (1983). The Psychology of Human–Computer Interaction. Hilldale, London: Lawrence Erlbaum 
  3. Roth, E. (1964). «Die Geschwindigkeit der Verarbeitung von Information und ihr Zusammenhang mit Intelligenz». Zeitschrift für experimentelle und angewandte Psychologie (em alemão). 11: 616–622 
  4. Longstreth, L. E.; El-Zahhar, N.; Alcorn, M. B. (1985). «Exceptions to Hick's Law: Explorations With a Response Duration Measure». Journal of Experimental Psychology: General (em inglês). 114(4): 417–434. doi:10.1037/0096-3445.114.4.417 
  5. Kveraga, K.; Boucher, L.; Hughes, H. C. (2002). «Saccades operate in violation of Hick's law». Experimental Brain Research (em inglês). 146(3): 307–314. doi:10.1007/s00221-002-1168-8 
  6. Lawrence, B. M.; St. John, A.; Abrams, R. A.; Snyder, L. H. (2008). «An anti-Hick's effect in monkey and human saccade reaction times». Journal of Vision (em inglês). 8(26). doi:10.1167/8.3.26 
  7. Stadler, M. A. (1992). «Statistical Structure and Implicit Serial Learning». Journal of Experimental Psychology: Learning. Memory, and Cognition (em inglês). 18(2): 318–327. doi:10.1037/0278-7393.18.2.318 
  8. Remillard, G.; Clark, J. M. (2001). «Implicit Learning of First-, Second-, and Third-Order Transition Probabilities». Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition (em inglês). 27(2): 483–498. doi:10.1037/0278-7393.27.2.483 
  9. Jamieson, R. K.; Mewhort, D. J. K. (2009). «Applying an exemplar model to the serial reaction-time task: Anticipating from experience». The Quarterly Journal of Experimental Psychology (em inglês). 62(9): 1757–1783. doi:10.1080/17470210802557637 
  10. Pavão, R.; Savietto, J. P.; Sato, J. R.; Xavier, G. F.; Helene, A. F. (2016). «On Sequence Learning Models: Open-loop Control Not Strictly Guided by Hick's Law». Scientific Reports (em inglês). 6. doi:10.1038/srep23018 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]