A Few Thoughts on Cognitive Overload

David KIRSH*
A Few Thoughts on Cognitive Overload
This article addresses three main questions: What causes cognitive overload in the
workplace? What analytical framework should be used to understand how agents
interact with their work environments? How can environments be restructured to improve
the cognitive workflow of agents? Four primary causes of overload are identified: too
much information supply, too much information demand, constant multi-tasking and
interruption, and inadequate workplace infrastructure to help reduce the need for
planning, monitoring, reminding, reclassifying information, etc… The first step in reducing
the cognitive impact of these causes is to enrich classical frameworks for understanding
work environments, such as Newell and Simon’s notion of a task environment, by
recognizing that our actual workplace is a superposition of many specific environments –
activity spaces – which we slip between. Each has its own cost structure arising from the
tools and resources available, including the cognitive strategies and interpretational
frameworks of individual agents. These cognitive factors are significant, affecting how
easy or difficult it is to perform an action, such as finding a specific paper in a “messy”
desk. A few simple examples show how work environments can be redesigned and how
restructuring can alter the cost structure of activity spaces.
Keywords: cognitive workflow, information overload, task environment, activity space,
problem solving.
Réflexions sur la surcharge cognitive. Cet article aborde le problème de la saturation
cognitive tel que les individus le vivent au quotidien sur leur lieu de travail. Il examine
d’abord une série d’hypothèses sur les causes de ce phénomène : trop d’information en
“push” et en “pull”, le multi-tâche et les interruptions, un environnement de travail mal
conçu. En passant, il pose une série de questions : la mesure de la qualité de
l’information, la forme de sa fonction d’utilité, la pertinence de différentes stratégies de
gestion des flux. Ensuite, il cherche à bâtir un cadre d’analyse pour améliorer la
conception des environnements de travail. Il enrichit la formalisation de Simon et Newell
sur l’espace de la tâche, en montrant que les stratégies cognitives du sujet peuvent
l’amener à des détours qui, sans être des tâches proprement dites, sont des
reformulations du problème qui facilitent sa résolution. Cette avancée permet de poser
plus clairement la question de la charge cognitive et des coûts cognitifs qui découlent de
l’environnement. L'article distingue notamment la charge de calcul, la mémoire, la
concentration, le stress. Il montre sur quelques exemples simples comment un
réaménagement de l’environnement peut abaisser la structure de coûts pour l’opérateur,
et lui procurer une aide dans son travail cognitif.
Mots-clés : saturation cognitive, qualité de l'information, espace de la tâche, résolution de
problème, charge de calcul, mémoire, concentration, stress.
* Dept of Cognitive Science - UCSD
E-mail : [email protected]
Edwin HUTCHINS*
The Cognitive Consequences of
Patterns of Information Flow
This paper examines the instruments and procedures found on state-of-the-art
commercial airline flight decks. It argues that the flight deck as a whole should be viewed
as a cognitive system and shows how design decisions may affect patterns of
information flow which, in turn, produce cognitive consequences for the flight deck
system. Some notable successes and persistent problems are described and a set of
design principles that distinguish the successes from failures are presented. Finally, the
application of the design principles to long-standing problems illustrates how these
principles can lead to new instruments with desirable system properties.
Keywords: Distributed cognition, embodied cognition, human computer interaction,
aviation instruments, aviation procedures, common-ground understandings, auditory
icons.
Les conséquences cognitives des configurations du flux d'information. Cet article
examine les instruments et procédures que l'on trouve dans les cabines de contrôle des
avions commerciaux les plus récents. L'article propose que la cabine de contrôle soit
envisagée dans son ensemble comme un système cognitif, et montre comment le
design peut influencer les flux d'information qui, à leur tour, produisent des
conséquences cognitives pour le système. Quelques succès notables et quelques
problèmes persistants sont décrits, et des principes de design qui distinguent les
succès et les échecs sont présentés. Enfin, l'application de ces principes à certains
problèmes pérennes illustre comment ils peuvent donner naissance à de nouveaux
instruments ayant des propriétés souhaitables.
Mots-clés : Cognition distribuée, cognition incarnée, interaction homme-machine,
instruments de l'aviation, procédures de l'aviation, sens commun, icones auditifs.
* Department of Cognitive Science - University of California, San Diego
Saadi LAHLOU*
Attracteurs cognitifs et travail de bureau
Le syndrome de débordement cognitif (« COS » : trop de sollicitations, pas le temps, des
piles de choses à faire, etc.) est répandu chez les cadres et autres travailleurs
intellectuels. A partir d’études détaillées du travail quotidien, nous avons construit un
modèle explicatif.
Les acteurs sont décrits comme navigant entre des « attracteurs cognitifs ». Un attracteur
est un ensemble d’éléments matériels et immatériels qui participent potentiellement à
une activité donnée, et qui sont simultanément présents du point de vue du sujet.
L’attracteur est interprété par le sujet comme une Gestalt d’activité. La configuration,
combinant des éléments du contexte et de l’état mental du sujet, tend à engager ce
dernier dans l’activité correspondante. La force de l’attracteur est la combinaison de
plusieurs facteurs : la prégnance, le coût, la valeur. L’acteur ne contrôle pas
complètement son activité : il est entraîné par le flux en même temps qu’il se dirige.
Un environnement désordonné et trop riche en attracteurs tend à provoquer du
papillonnage et de la procrastination : les acteurs s’épuisent dans une séquence de
petites tâches urgentes, au détriment des gros chantiers. La révolution informationnelle
accroîtrait ainsi le « syndrome de saturation cognitive » parce qu’elle mutiplie les
attracteurs. Quelques voies concrètes d’amélioration sont indiquées.
Mots-clés : observation, attracteurs cognitifs, saturation, COS, information, travail
intellectuel, attention, vidéo, EDF, Umwelt, affordance, design.
Cognitive attractors and office work. The Cognitive Overflow Syndrome (“COS”: too
many things to do, not enough time, etc) is widespread among managers and other
intellectual workers. We have constructed an explanatory model of this syndrome, based
on detailed studies of daily work.
The agents are described as switching between “cognitive attractors”. A cognitive attractor
is a set of material and immaterial elements which potentially contribute to a given activity,
and which are simultaneously present from the point of view of the agent. The attractor is
interpreted by the subject as a Gestalt. A given configuration, combining elements of the
context and of the point of view of the subject, tend to engage the latter in the
corresponding activity. The force of the attractor resides in the combination of several
factors: the visibility of the task, its cost, its value. The agent is not in complete control of
his activity: he is carried along by the flow at the same time as he orients himself.
A disordered environment with too many attractors tends to provoke procrastination and
flitting from one task to another: the agents exhaust themselves in a sequence of urgent
minor tasks, to the detriment of major projects. Our hypothesis is that informatics
revolution aggravates the COS because it multiplies the attractors. Several concrete
remedies are proposed.
Keywords: observation, cognitive attractors, saturation, COS, information, intellectual work,
attention, video, Electricité de France, Umwelt, affordance, design.
* EDF Division R&D et Laboratoire de Psychologie Sociale, EHESS
Email: [email protected]
Aaron V. CICOUREL*
What counts as data for modeling medical
diagnostic reasoning and bureaucratic information
processing in the workplace?1
A goal of knowledge-based or expert systems in the workplace is the development and
implementation of software from laboratory to commercial or public or scientific
applications. The above-stated goal requires an examination of the variable and adaptive
behavior of personnel in daily work routines, including management support for training
personnel and upgrading knowledge-based software. Field research (called “taskoriented ethnography”) is needed to understand informal organizational activities that
enhance and constrain decision making and bureaucratic information processing. For
example, systematic observation and recording in the workplace of routine and special
verbal, nonverbal and paralinguistic activities, documents produced by such activities, and
the use of routine and special artifacts by personnel. Data fragments from two case
studies (a pediatric outpatient clinic and an infectious disease division) within a university
hospital are used to illustrate the kinds of training and discourse practices that occur in
functional medical education and health care delivery settings. The latter activities are
seldom observed on-line by modelers of medical diagnostic reasoning and medical
bureaucratic information processing. We identify empirical issues necessary for using or
modifying available computational architectures or creating new software.
Keywords:
modeling, reasoning, medical diagnosis, bureaucratic information
processing, expert systems, work routines, training, task-oriented ethnography; verbal,
nonverbal and paralinguistic activities, functional medical education, health care delivery,
computational architectures.
Quelles sont les données valables pour la modélisation du raisonnement en diagnostic
médical et en traitement bureaucratique de l'information au travail ? L'un des buts des
systèmes experts ou systèmes à base de connaissance est de développer et réaliser
des logiciels utilisables dans des applications commerciales, publiques ou
scientifiques. Ce but requiert que l'on examine le comportement adaptatif du personnel
dans des situations de travail quotidiennes ; il requiert aussi le soutien de la direction
pour la mise au jour des logiciels de bases de connaissance et pour le processus
d'apprentissage. Une recherche de terrain — une "ethnographie orientée vers la tâche" —
est nécessaire afin de comprendre les activités organisationnelles informelles qui
facilitent et contraignent à la fois les processus de décision et du traitement de
l'information bureaucratique. Il s'agit, par exemple, d'une observation systématique, et de
l'enregistrement sur le lieu de travail des activités verbales, non-verbales et
paralinguistiques particulières, des documents produits par ces activités, et de
l'utilisation par le personnel d'artefacts de routine ou spécialement conçus. Des données
* Department of Cognitive Science & Human Computer Interaction Lab
9500 Gilman Drive - Dept. 0515 - University of California, San Diego
La Jolla, CA 92093-0515
1 A revised version of a lecture and seminar presented at a meeting in Paris sponsored by the Association pour la Recherche
Cognitive and the Fondation Maison des Sciences de l'Homme, 11 and 12 March 1998. The general theme of the monthly
seminar was: ”Cognitive Technology in the Workspace: state of the art & new perspectives.” I want to thank Charles Elkan for
allowing me to make use of materials from his graduate course on knowledge-based systems (UCSD, Winter, 1998), and Jim
Hollan for his helpful suggestions for reorganizing the manuscript.
partielles provenant de deux études de cas (une clinique pédiatrique en externe, et une
division de maladies infectieuses) au sein d'un hôpital universitaire sont utilisées pour
illustrer les modes d'apprentissage et les pratiques discursives qui se produisent dans
la formation médicale fonctionnelle et le livraison des soins. Ce genre d'activité est
rarement observé en temps réel par les modélisateurs du raisonnement en diagnostic
médical et en traitement bureaucratique de l'information médicale. L'article identifie des
questions empriques qui doivent être prises en compte dans l'utilisation ou la
modification des architectures computationnelles existantes, ou dans la conception de
nouveaux logiciels.
Mots-clés : modélisation, raisonnement, diagnostic médical, traitement bureaucratique de
l'information, systèmes experts, routines, apprentissage, ethnographie orientée vers la
tâche, activités verbales, non-verbales et paralinguistiques, formation médicale, livraison
des soins, architectures computationnelles.
Christian HEATH * , Paul LUFF* , Gillian NICHOLLS** , Dirk vom LEHN *
Textuality and interaction:
the collaborative production of news stories
The fact is that when the listener perceives and understands the meaning (the
language meaning) of speech, he simultaneously takes an active, responsive
attitude towards it, and understanding live speech, a live utterance, is inherently
responsive, although the degree of this activity varies extremely.
M. M. Bakhtin (1986 p. 68)
“Shared Agreement” refers to various social methods for accomplishing the
member’s recognition that something was said according to a rule and not the
demonstrable matching of substantive matters. The appropriate image of a
common understanding is therefore an operation rather than a common
intersection of overlapping sets.
H. Garfinkel (1967 p. 30)
In recent years we have witnessed the emergence of a range of complex technological
and organisational environments in which personnel have to rapidly manage a
substantial and diverse body of emerging data and material. In this paper we consider
one such domain; the editorial section of an international news agency which provides
on-line information to financial institutions. Journalists have to deal with the rapid influx of
stories from agencies throughout the world and in some cases transmit the news in a
matter of seconds. Despite the speed, range and diversity of the materials they receive,
journalists are able to deliver timely, relevant and reliable news. The ways in which they
accomplish an efficient and coherent service and in particular how they coordinate the
production of news stories with each other, forms the focus of this paper.
Keywords: Textuality, interaction, news, on-line information, international.
Textualité et interaction : la production coopérative des reportages journalistiques. On
assiste depuis quelques à l'émergence d'une gamme d'environnements technologiques
et organisationnels où le personnel doit gérer en vitesse un grand nombre de données
de type et de provenance variés. Dans cet article, nous examinons un domaine de ce
type: la section éditoriale d'une agence de presse internationale qui fournit des
informations en temps réel à des institutions financières. Les journalistes doivent traiter
le flux rapide des rapports en provenance des agences partout dans le monde, et à
l'occasion transmettre les informations en quelques secondes. Malgré la vitesse,
l'étendue et la diversité des données qu'ils reçoivent, les journalistes parviennent à livrer
à temps des informations pertinentes et fiables. Cet article est focalisé sur les modes de
fonctionnement qui leur permettent de fournir un service efficace et cohérent, et en
particulier sur les capacités des journalistes à coordonner entre eux la production des
articles journalistiques.
Mots-clés : Textualité, interaction, presse, informations, temps réel, international.
* King's College London
** Middlesex University
Wendy E. MACKAY*
Responding to cognitive overload:
Co-adaptation between users and technology
This study examines how the first users of the X-Window system, the administrative staff
at MIT's Project Athena, coped with this complex new technology. By examining their use
of customization files over a period of six months, we were able to track how they
responded to both organizational and technological changes. We found clear evidence of
co-adaptation: individuals both adapted to the new technology, influenced by its design,
implementation and use within the local work environment, and they adapted it for their
own purposes, reinterpreting it in ways unanticipated by the technology’s designers. This
study provides evidence that users' co-adaptation of technology is a useful mechanism
for addressing cognitive overload. It also suggests how taking co-adaptation into account
when designing new technology can help users manage the growing complexity of their
work environments and the corresponding increase in cognitive overload.
Keywords: Co-adaptive systems, customization, user innovation, participatory design,
information filtering.
Réagir à la surcharge cognitive : co-adaptation entre utilisateurs et technologie. Cette
étude analyse comment les premiers utilisateurs du système de fenêtrage X-Window
System, l'équipe administrative du projet Athena au MIT, ont abordé cette nouvelle
technologie. En examinant leur utilisation des fichiers de personnalisation du système
sur une période de six mois, nous avons pu suivre comment ils ont réagi à des
changements à la fois organisationnels et technologiques. Nous avons mis clairement
en évidence un phénomène de co-adaptation : les individus se sont adaptés à la
nouvelle technologie, influencés par sa mise en œuvre et son usage dans
l'environnement local, et ils l'ont adaptée à leurs propres besoins, la réinterprétant sous
des formes non anticipées par leurs concepteurs. Cette étude fournit une preuve que la
co-adaptation des utilisateurs à la technologie est un mécanisme utile pour gérer la
surcharge cognitive. Elle suggère également que la prise en compte de la co-adaptation
lors de la conception d'une nouvelle technologie peut aider les utilisateurs à gérer la
complexité croissante de leur environnement de travail et l'augmentation correspondante
de la surcharge cognitive.
Mots-clés : Systèmes co-adaptatifs, personnalisation, innovation par les utilisateurs,
conception participative, filtrage d'information
* Visiting Professor, Department of Computer Science, Aarhus University
Ny Munkegade, building 540, DK-8000 Aarhus C, DENMARK
[email protected]
Manuel ZACKLAD *
La théorie des transactions intellectuelles :
une approche gestionnaire et cognitive
pour le traitement du COS2
Cet article présente les premiers éléments de la théorie des transactions intellectuelles
qui vise à fournir un cadre pour la description des activités intellectuelles collectives dans
les organisations modernes. Les transactions intellectuelles se déroulent entre des
acteurs cognitivement interdépendants, pour réduire leur incertitude mutuelle dans la
conduite de leur activité. Une transaction intellectuelle est un échange de connaissances
personnelles et une prise réciproque d’engagements entre des individus. On établit une
distinction entre des transactions épistémiques, centrées sur les savoirs, et des
transactions relationnelles qui clarifient les engagements mutuels. Ces définitions nous
permettent de redéfinir les mécanismes de coordination de Mintzberg en introduisant
cinq niveaux de coordination allant de la perception mutuelle à l’abstraction en passant
par la standardisation. La théorie des transactions intellectuelles a pour objectif de
suggérer de nouveaux modes de management des activités intellectuelles organisées et
de guider la conception des nouveaux systèmes d’information pour la coopération et la
gestion des connaissances.
Mots-clés : activités intellectuelles, CSCW (Computer Supported Cooperative Work),
coordination, sciences de gestion, gestion des connaissances.
A theory of intellectual transactions: a cognitive and management approach to dealing
with the Cognitive Overflow Syndrome. This article presents the basic elements for a
theory of intellectual transactions which aims at providing a description of collective
intellectual activities in modern organisations. Intellectual transactions take place
between agents who are cognitively interdependent, in order to reduce their mutual
uncertainty in carrying out their tasks. An intellectual transaction is an exchange of
personal knowledge and a reciprocal commitment between individuals. A distinction is
made between epistemic transactions, centred on knowledge, and relational transactions
which clarify mutual responsibilities. These definitions allow us to redefine Mintzberg's
mechanisms of co-ordination by introducing five new levels of co-ordination, ranging from
mutual perception to abstraction via standardisation. The theory of intellectual
transactions has the goals of suggesting new modes of managing organised intellectual
activities, and of guiding the conception of new information systems pour co-operation
and knowledge management.
Keywords: intellectual activity, CSCW (Computer Supported Co-operative Work), coordination, management sciences, knowledge management.
* Laboratoire Tech-CICO
(Technologie de la Coopération pour l’Innovation et le Changement Organisationnel)
Université de Technologie de Troyes, 12, rue Marie Curie BP 2060, 10010 Troyes Cedex
tel : 03 25 71 76 95 – fax : 03 25 71 76 98
E-mail : [email protected]
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