Diferencia apenas perceptible
Cantidad que se debe cambiar un estímulo para que sea detectado

En la rama de la psicología experimental centrada en los sentidos , las sensaciones y la percepción , llamada psicofísica , una diferencia apenas perceptible o JND es la cantidad en la que algo debe cambiarse para que una diferencia sea perceptible, detectable al menos la mitad del tiempo. [1] Este limen también se conoce como limen de diferencia , umbral de diferencia o diferencia menos perceptible . [2]

Cuantificación

Para muchas modalidades sensoriales, en un amplio rango de magnitudes de estímulo suficientemente alejadas de los límites superior e inferior de la percepción, el 'JND' es una proporción fija del nivel sensorial de referencia, y por lo tanto la relación del JND/referencia es aproximadamente constante (es decir, el JND es una proporción/porcentaje constante del nivel de referencia). Medido en unidades físicas, tenemos:

Δ I I = a , {\displaystyle {\frac {\Delta I}{I}}=k,}

donde es la intensidad original de la estimulación particular, es la adición a la misma requerida para que se perciba el cambio (el JND ), y k es una constante. Esta regla fue descubierta por primera vez por Ernst Heinrich Weber (1795-1878), un anatomista y fisiólogo, en experimentos sobre los umbrales de percepción de pesas levantadas. Una justificación teórica (no universalmente aceptada) fue proporcionada posteriormente por Gustav Fechner , por lo que la regla se conoce como la Ley de Weber o como la ley de Weber-Fechner ; la constante k se llama constante de Weber . Es cierto, al menos en una buena aproximación, de muchas pero no todas las dimensiones sensoriales, por ejemplo, el brillo de las luces y la intensidad y el tono de los sonidos. Sin embargo, no es cierto para la longitud de onda de la luz. Stanley Smith Stevens argumentó que solo se cumpliría para lo que él llamó continuos sensoriales protéticos , donde el cambio de entrada toma la forma de aumento de intensidad o algo obviamente análogo; No se aplicaría a los continuos metatéticos , en los que el cambio de entrada produce un cambio cualitativo en lugar de cuantitativo de la percepción. Stevens desarrolló su propia ley, llamada Ley de potencia de Stevens , que eleva el estímulo a una potencia constante mientras que, como Weber, también lo multiplica por un factor constante para lograr el estímulo percibido. I {\displaystyle yo\!} Δ I {\displaystyle \Delta I\!}

El JND es una cantidad estadística, no exacta: de un ensayo a otro, la diferencia que una persona determinada percibe variará un poco, por lo que es necesario realizar muchos ensayos para determinar el umbral. El JND que se suele informar es la diferencia que una persona percibe en el 50% de los ensayos. Si se utiliza una proporción diferente, se debe incluir en la descripción; por ejemplo, se podría informar el valor del "75% JND".

Los enfoques modernos de la psicofísica, por ejemplo la teoría de detección de señales , implican que la JND observada, incluso en este sentido estadístico, no es una cantidad absoluta, sino que dependerá de factores situacionales y motivacionales, así como de factores perceptuales. Por ejemplo, cuando un investigador enciende una luz muy tenue, un participante puede informar que la vio en algunos ensayos, pero no en otros.

La fórmula JND tiene una interpretación objetiva (implícita al comienzo de esta entrada) como la disparidad entre los niveles del estímulo presentado que se detecta en el 50% de las ocasiones mediante una respuesta observada particular, [3] en lugar de lo que se "nota" subjetivamente o como una diferencia en las magnitudes de las "sensaciones" experimentadas conscientemente. Esta disparidad discriminada al 50% se puede utilizar como una unidad universal de medida de la distancia psicológica del nivel de una característica en un objeto o situación y un estándar interno de comparación en la memoria, como la "plantilla" para una categoría o la "norma" de reconocimiento. [4] Las distancias a la norma escaladas por JND se pueden combinar entre funciones psicofísicas observadas e inferidas para generar diagnósticos entre los procesos (mentales) de transformación de información hipotéticos que median los juicios cuantitativos observados. [5]

Aplicaciones de producción musical

En la producción musical, un solo cambio en una propiedad del sonido que se encuentre por debajo del JND no afecta la percepción del sonido. En cuanto a la amplitud, el JND para los humanos es de alrededor de 1  dB . [6] [7]

El JND para el tono depende del contenido de frecuencia del tono. Por debajo de 500 Hz, el JND es de aproximadamente 3 Hz para ondas sinusoidales; por encima de 1000 Hz, el JND para ondas sinusoidales es de aproximadamente 0,6% (aproximadamente 10 centésimas ). [8]

El JND se prueba típicamente tocando dos tonos en rápida sucesión y preguntándole al oyente si hay una diferencia en sus tonos. [9] El JND se vuelve más pequeño si los dos tonos se tocan simultáneamente , ya que el oyente puede discernir las frecuencias de pulso . El número total de pasos de tono perceptibles en el rango de audición humana es de aproximadamente 1400; el número total de notas en la escala de temperamento igual, de 16 a 16 000 Hz, es 120. [9]

En la percepción del habla

El análisis JND se produce con frecuencia tanto en la música como en el habla, y ambos están relacionados y se superponen en el análisis de la prosodia del habla (es decir, la melodía del habla). Si bien varios estudios han demostrado que la JND para tonos (no necesariamente ondas sinusoidales) puede estar normalmente entre 5 y 9 semitonos (ST), un pequeño porcentaje de individuos exhibe una precisión de entre un cuarto y la mitad de ST. [10] Aunque la JND varía en función de la banda de frecuencia que se prueba, se ha demostrado que la JND para los mejores intérpretes en alrededor de 1 kHz está muy por debajo de 1 Hz (es decir, menos de una décima parte de un por ciento). [11] [12] [13] Sin embargo, es importante ser consciente del papel que desempeña el ancho de banda crítico al realizar este tipo de análisis. [12]

Al analizar la melodía del habla, en lugar de los tonos musicales, la precisión disminuye. Esto no es sorprendente dado que el habla no se mantiene en intervalos fijos como lo hacen los tonos en la música. Johan 't Hart (1981) descubrió que la JND para el habla promediaba entre 1 y 2 ST, pero concluyó que "solo las diferencias de más de 3 semitonos juegan un papel en las situaciones comunicativas". [14]

Tenga en cuenta que, dadas las características logarítmicas de Hz, tanto para la percepción de la música como para la del habla, los resultados no se deben informar en Hz, sino como porcentajes o en ST (5 Hz entre 20 y 25 Hz es muy diferente de 5 Hz entre 2000 y 2005 Hz, pero un aumento de ~18,9 % o 3 semitonos es perceptualmente la misma diferencia de tamaño, independientemente de si uno comienza en 20 Hz o en 2000 Hz).

Aplicaciones de marketing

La ley de Weber tiene importantes aplicaciones en el marketing . Los fabricantes y comercializadores intentan determinar el JND relevante para sus productos por dos razones muy diferentes:

  1. de modo que los cambios negativos (por ejemplo, reducciones en el tamaño o la calidad del producto, o aumentos en el precio del producto) no sean perceptibles para el público (es decir, permanezcan por debajo del JND) y
  2. de modo que las mejoras del producto (por ejemplo, embalaje mejorado o actualizado, mayor tamaño o precio más bajo) sean muy evidentes para los consumidores sin ser excesivamente extravagantes (es decir, que sean iguales o apenas superiores al JND).

En lo que respecta a las mejoras de productos, los especialistas en marketing quieren alcanzar o superar el umbral diferencial del consumidor; es decir, quieren que los consumidores perciban fácilmente cualquier mejora que se haga en los productos originales. Los especialistas en marketing utilizan el JND para determinar la cantidad de mejora que deben hacer en sus productos. Menos que el JND es un esfuerzo desperdiciado porque la mejora no se percibirá; más que el JND es nuevamente un esfuerzo desperdiciado porque reduce el nivel de ventas repetidas. Por otro lado, cuando se trata de aumentos de precios, menos que el JND es deseable porque es poco probable que los consumidores lo noten.

Aplicaciones hápticas

La ley de Weber se utiliza en dispositivos hápticos y aplicaciones robóticas. Ejercer la cantidad adecuada de fuerza sobre el operador humano es un aspecto fundamental en las interacciones entre humanos y robots y en los escenarios de teleoperación. Puede mejorar enormemente el rendimiento del usuario a la hora de realizar una tarea. [15]

Véase también

Referencias

Citas

  1. ^ "Ley de Weber de la diferencia apenas perceptible". Universidad de Dakota del Sur.
  2. ^ Judd 1931, págs. 72–108.
  3. ^ Torgerson 1958.
  4. ^ Booth y Freeman 1993.
  5. ^ Richardson y Booth 1993.
  6. ^ Middlebrooks y Green 1991.
  7. ^ Molinos 1960.
  8. ^ Kollmeier, Brand y Meyer 2008, pág. 65.
  9. ^ desde Olson 1967, págs. 171, 248–251.
  10. ^ Bachem 1937.
  11. ^ Ritsma 1965.
  12. ^ desde Nordmark 1968.
  13. ^ Rakowski 1971.
  14. ^ 't Hart 1981, pág. 811.
  15. ^ Feyzabadi y col. 2013, págs.309, 319.

Fuentes

  • Bachem, A. (1937). "Varios tipos de oído absoluto". Revista de la Sociedad Americana de Acústica . 9 (2): 146–151. Bibcode :1937ASAJ....9..146B. doi :10.1121/1.1915919. ISSN  0001-4966.
  • Booth, DA; Freeman, RPJ (1993), "Medición discriminativa de la integración de características", Acta Psychologica , 84 (1): 1–16, doi :10.1016/0001-6918(93)90068-3, PMID  8237449
  • Feyzabadi, Seyedshams; Straube, Sirko; Folgheraiter, Michele; Kirchner, Elsa Andrea; Kim, Su Kyoung; Albiez, Jan Christian (2013). "Discriminación de fuerza humana durante el movimiento activo del brazo para el diseño de retroalimentación de fuerza". IEEE Transactions on Haptics . 6 (3): 309–319. doi :10.1109/TOH.2013.4. ISSN  1939-1412. PMID  24808327. S2CID  25749906.
  • Judd, Deane B. (1931). "Sensibilidad de la cromaticidad a las diferencias de estímulo". JOSA . 22 (2): 72–108. doi :10.1364/JOSA.22.000072.
  • Kollmeier, B.; Brand, T.; Meyer, B. (2008). "Percepción del habla y del sonido". En Jacob Benesty; M. Mohan Sondhi; Yiteng Huang (eds.). Springer handbook of speech processing . Springer. ISBN 978-3-540-49125-5.
  • Middlebrooks, John C.; Green, David M. (1991). "Localización del sonido por oyentes humanos". Revista Anual de Psicología . 42 (1): 135–159. doi :10.1146/annurev.ps.42.020191.001031. ISSN  0066-4308. PMID  2018391.
  • Mills, AW (1960). "Lateralización de tonos de alta frecuencia". Revista de la Sociedad Acústica de América . 32 (1): 132–134. Bibcode :1960ASAJ...32..132M. doi :10.1121/1.1907864. ISSN  0001-4966.
  • Nordmark, Jan O. (1968). "Mecanismos de discriminación de frecuencia". Revista de la Sociedad Acústica de América . 44 (6): 1533–1540. Bibcode :1968ASAJ...44.1533N. doi :10.1121/1.1911293. ISSN  0001-4966. PMID  5702028.
  • Olson, Harry F. (1967). Música, física e ingeniería. Publicaciones de Dover. ISBN 0-486-21769-8.
  • Rakowski, A. (1971), "Discriminación de tonos en el umbral de audición", Actas del Séptimo Congreso Internacional de Acústica , vol. 3 20H6, Budapest, pág. 376
  • Richardson, N.; Booth, DA (1993), "Múltiples patrones físicos en los juicios sobre la textura cremosa de leches y cremas", Acta Psychologica , 84 (1): 93–101, doi :10.1016/0001-6918(93)90075-3, PMID  8237459
  • Ritsma, RJ (1965), "Discriminación de tono y discriminación de frecuencia", Actas del Quinto Congreso Internacional de Acústica , vol. B22, Lieja
  • 't Hart, Johan (1981). "Sensibilidad diferencial a la distancia de tono, particularmente en el habla". Revista de la Sociedad Acústica de América . 69 (3): 811–821. Bibcode :1981ASAJ...69..811T. doi :10.1121/1.385592. ISSN  0001-4966. PMID  7240562.
  • Torgerson, Warren S. (1958). Métodos de escalamiento. John Wiley.
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