Razumevanje kognitivne obremenitve uporabnikov digitalnih vmesnikov na podlagi velikosti zenice in subjektivnih ocen : magistrsko delo

Gril, Gaja (author), Košir, Andrej (mentor), Strle, Gregor (comentor)

V sodobnem digitalnem svetu je razumevanje kognitivne obremenitve, ki jo digitalni vmesniki zahtevajo od uporabnika, ključnega pomena pri oblikovanju optimalne uporabniške izkušnje. Kognitivna obremenitev označuje stopnjo obremenitve delovnega spomina pri določeni kognitivni aktivnosti. Merjenje kognitivne obremenitve predstavlja ključen kazalnik uporabnosti vmesnika, saj zajema obremenitev delovnega spomina med interakcijo z vmesnikom. Nižja kognitivna obremenitev je pogosto povezana z večjo intuitivnostjo, razumljivostjo in učinkovitostjo uporabe, kar so osrednje komponente uporabniške izkušnje. Za ocenjevanje kognitivne obremenitve se najpogosteje uporabljajo standardizirani vprašalniki - ti temeljijo na predpostavki, da lahko posamezniki razmišljajo o svojih miselnih procesih in natančno poročajo o zahtevanem miselnem naporu. Poleg subjektivnih mer zaznane kognitivne obremenitve se ta lahko kaže tudi skozi različne psihofiziološke mere, kot so srčni utrip, možganska aktivnost in očesni gibi. Psihofiziološke mere izhajajo iz predpostavke, da je spremembe kognitivnih funkcij mogoče zaznati s spremembami telesnih stanj. Ta magistrska tema raziskuje uporabo psihofizioloških mer velikosti zenice v kombinaciji s subjektivnim poročanjem za merjenje kognitivne obremenitve med interakcijo z digitalnimi vmesniki. Cilj je razviti okvir, ki bi omogočal kvantitativno oceno kognitivne obremenitve, ki jo digitalni vmesniki zahtevajo od svojih uporabnikov, in s tem dal informacijo o uporabnosti vmesnika. Metodologija vključuje uporabo sledilca očesnih gibov za beleženje sprememb velikosti zenice med interakcijo z vmesniki z različno stopnjo zahtevane kognitivne obremenitve. Psihofiziološke mere so kombinirane z merami samoporočanja z uporabo RAW-TLX (surovo verzijo Nasa Task Load Index) vprašalnika, kratko verzijo vprašalnika o uporabniški izkušnji (ang. User Experience Questionnaire, UEQ-S) in lestvico uporabnosti sistema (ang. System Usability Scale, SUS). V študiji primerjamo dve aplikaciji, za katere smatramo, da bosta sprožili različne nivoje kognitivne obremenitve. Medtem, ko posameznik rešuje naloge na vmesniku, merilec očesnih gibov spremlja velikost zenice. Študija analizira trende v velikosti zenice ter korelacijo med objektivnimi merami sledilca očesnih gibov in subjektivnimi poročili udeležencev. Predpostavljamo, da je velikost zenice lahko zanesljiv indikator kognitivne obremenitve, ki jo vmesnik sproža v udeležencu in da bodo objektivne in subjektivne mere kognitivne obremenitve v pozitivni korelaciji. Ugotovitve kažejo, da značilke velikosti zenice nimajo pomembne napovedne moči pri razlikovanju med vmesnikoma z različnima stopnjama kognitivne obremenitve, in da ni močne povezave med značilkami zenice in standardiziranimi vprašalniki za merjenje obremenitve, uporabnosti in uporabniške izkušnje.

• Language: Slovenian
• Keywords: kognitivna obremenitev, velikost zenice, interakcija računalnik - človek, uporabnost, uporabniška izkušnja, RAW-TLX, SUS, UEQ-S, kognitivna znanost
• Work type: Master's thesis/paper
• Typology: 2.09 - Master's Thesis
• Organization: PEF - Faculty of Education
• Place of publishing: Ljubljana
• Publisher: G. Gril
• Year: 2025
• Number of pages: 68 str.
• PID: 20.500.12556/RUL-177197
• UDC: 165.194(043.2)
• COBISS.SI-ID: 261975811
• Publication date in RUL: 17.12.2025

Secondary language

• Language: English
• Title: Understanding Users' Cognitive Load in Digital Interfaces Based on Pupil Size and Subjective Assessments

Abstract

In today's digital world, understanding the cognitive load that digital interfaces impose on the user is key to designing an optimal user experience. Cognitive load describes the working memory capacity required to perform a cognitive task and/or interact with a system. The measurement of cognitive load is a key indicator of the usability of an interface, as it captures the working memory load during the interaction with the interface. Lower cognitive load is often associated with greater intuitiveness, understandability and efficiency of use, which are central components of the user experience. Standardised questionnaires are most commonly used to assess cognitive load - these are based on the assumption that individuals can reflect on their thought processes and accurately report on the mental load required. In addition to subjective measures, cognitive load can also be manifested through various psychophysiological measures such as heart rate, brain activity and eye movements. Psychophysiological measures are based on the assumption that changes in cognitive function can be detected by changes in physiological states. This masters thesis explores the use of psychophysiological measures of pupil size in combination with subjective reporting to measure cognitive load during interaction with digital interfaces. The aim is to develop a framework that would allow for a quantitative assessment of the cognitive load required by digital interfaces from their users and thus provide information about the usability of the interface. The methodology involves the use of an eye movement tracker to record changes in pupil size during interaction with interfaces with different levels of required cognitive load. The psychophysiological measures are combined with self-report measures using the raw version of NASA Task Load Index (RAW-TLX) questionnaire, the short version of the User Experience Questionnaire (UEQ-S) and the System Usability Scale (SUS). In this study, we compare two applications that we consider to demand different levels of cognitive load. While the individual solves tasks on the interface, an eye tracker monitors pupil size. The study analyses trends in pupil size and the correlation between the objective measures of the eye tracker and the subjective reports of the participants. We hypothesise that pupil size can be a reliable indicator of the cognitive load that the interface induces in the participant and that objective and subjective measures of cognitive load will be positively correlated. Findings show that pupil dilation metrics have no significant ability in discriminating between interfaces with different rates of cognitive load and that there is no strong correlation between pupil dilation metrics and standardized questionnaires for measuring cognitive load, usability or user experience.

• Keywords: cognitive load, pupil size, human-computer interaction, usability, user experience, RAW-TLX, SUS, UEQ-S