Diseño arquitectónico centrado en el usuario mediante neurotecnologías inmersivas

The architectural design process is a highly complex task based on crystallizing a unique solution which will satisfy simultaneously a series of requirements of a very diverse nature. In order to meet the technical requirements, the architect is guided by objective criteria based on empirical science, which guarantees the appropriateness of the proposed solutions. Nevertheless, some other more subjective aspects or factors in accordance with the client's particular preferences and demands, such as functionality or aesthetic effect, are usually tackled in a personal and intuitive manner by the project designer. This procedure does not allow the architect to know the client's subjective needs and true preferences exactly, nor how the client will respond to the architect's designs, and therefore it is not possible to quantify what the client's degree of satisfaction with the elaborated project will be. The objective of this work is to propose and verify experimentally a methodology which, through the combination of tools from Environmental Design, Kansei Engineering, immersive visualization and psychophysiological response measuring technologies, will enable us, in a scientific and methodical way, to know the user's response to the architectural space and thus acquire objective information which will be invaluable to the elaboration of the architectural design. For this purpose, six experimental studies deal with the different aspects of the proposed methodology: Differences in design preferences between architects and lay persons, differences in spatial understanding according to the visualization system, identification of affective factors of space and its relationship with design variables by Kansei Engineering and obtaining user¿s emotional response by autoevaluation and physiological measurement. The results of this thesis can be useful for those architects interested in involving the user in the process of architectural design.El proceso de diseño arquitectónico es una tarea compleja consistente en cristalizar una solución única que satisfaga simultáneamente una serie de requisitos de muy distinta naturaleza. Para acometer los requerimientos técnicos, el arquitecto está acostumbrado a respaldarse bajo criterios objetivos que garanticen la idoneidad de las soluciones propuestas. No obstante, otros aspectos más subjetivos o dependientes del usuario, como la funcionalidad o la estética, suelen ser abordados de una forma personal e intuitiva por el proyectista. Esta forma de diseñar no permite conocer las necesidades y preferencias del usuario, ni su respuesta ante los diseños, de tal forma que no es posible cuantificar en qué medida lo proyectado satisfará al futuro usuario. Sin embargo, disciplinas como la Psicología, el Evidence-Based Design o, más recientemente, la Neuroarquitectura, ofrecen instrumentos que pueden ser de utilidad. El objetivo de este trabajo es proponer y comprobar experimentalmente una metodología que, mediante la combinación de herramientas de la Psicología Ambiental e Ingeniería Kansei, sistemas de visualización inmersiva y tecnologías de medición de la respuesta psicofisiológica, permita obtener, de una manera científica y metódica, la respuesta de los usuarios ante el espacio arquitectónico para obtener información objetiva que aporte valor al proceso de diseño arquitectónico. Para ello, se plantean seis estudios experimentales que tratan distintos aspectos de la metodología propuesta: Las diferencias en preferencias de diseño entre arquitectos y no arquitectos, las diferencias en la comprensión del espacio según el sistema de presentación de los diseños, la identificación de los factores afectivos de un espacio y su relación con variables de diseño mediante Ingeniería Kansei y la obtención de la respuesta emocional del usuario ante un espacio mediante escalas de evaluación y medición psicofisiológica. Los resultados de esta tesis pueden ser de utilidad para aquellos arquitectos interesados en hacer partícipe al usuario en el proceso de diseño arquitectónico.El procés de disseny arquitectònic és una tasca molt complexa consistent a cristal¿litzar una solució única que satisfaça simultàniament una sèrie de requisits de molt diferent naturalesa. Per a escometre els requeriments tècnics, l'arquitecte està acostumat a fer ús de criteris objectius, basats en la ciència, que garantisquen la idoneïtat de les solucions proposades. No obstant això, uns altres aspectes més subjectius o dependents de la casuística de l'usuari, com la funcionalitat o l'estètica, són habitualment abordats d'una manera personal i intuïtiva pel projectista. Aquesta forma de procedir no permet conéixer les necessitats i preferències reals dels usuaris, ni la seua resposta davant els dissenys, de tal manera que no és possible quantificar en quina mesura el que es projecta satisfarà el futur usuari. L'objectiu d'aquest treball és proposar i comprovar experimentalment una metodologia que, mitjançant la combinació d'eines de la Psicologia Ambiental i Enginyeria Kansei, sistemes de visualització immersiva i tecnologies de mesurament de la resposta psicofisiològica, permeta obtenir, d'una manera científica i metòdica, la resposta dels usuaris davant els espais arquitectònics per a obtenir informació objectiva que aporte valor al procés de disseny arquitectònic. Per això, es plantegen sis estudis que tracten les diferents aspectes de la metodologia proposada: Les diferències en preferències de disseny entre arquitectes i no arquitectes, les diferències en la comprensió de l'espai segons el sistema de presentació dels dissenys, la identificació dels factors afectius d'un espai i la seva relació amb variables de disseny mitjançant Enginyeria Kansei i l'obtenció de la resposta emocional de l'usuari davant d'un espai mitjançant escales d'avaluació i mesurament psicofisiològica. Els resultats d'aquesta tesi poden ser d'utilitat per a aquells arquitectes interessats a fer partícip l'usuari en el procés de disseny arquitectonic.López-Tarruella Maldonado, J. (2017). Diseño arquitectónico centrado en el usuario mediante neurotecnologías inmersivas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/89099TESI

Realidad virtual aplicada a la arquitectura: estudio de aplicación de la tecnología para el desarrollo de videojuegos en la visualización AR

Este TFM analiza, en primer lugar y desde distintos puntos de vista, la informática gráfica aplicada a la arquitectura (historia, software usado por el arquitecto, método clásico de elaboración de una infografía y conceptos sobre renderizado). Posteriormente estudia la tecnología de la Realidad Virtual y sus últimas aplicaciones en el ámbito de la arquitectura. Por último, se estudia la integración de modelos tridimensionales creados con programas CAD y BIM en entornos virtuales mediante el uso de motores 3D usados en el desarrollo de videojuegos, obteniendo distintas conclusiones sobre el uso de esta tecnología para la creación de entornos arquitectónicos 3D interactivos de bajo coste.López-Tarruella Maldonado, J. (2013). Realidad virtual aplicada a la arquitectura: estudio de aplicación de la tecnología para el desarrollo de videojuegos en la visualización AR. http://hdl.handle.net/10251/27657.Archivo delegad

Digital space: comparative evaluation of the latest architectural techniques

[EN] The great technological evolution of architectural rendering resources over the last few decades has opened up a new range of possibilities to visualise the non-built space.The spatial immersion systems, developed by the videogame industry, have entered in the sceptical area of architectural rendering, offering a series of undeniable advantages including enhancing the understanding of spaces to inexpert people.In order to study the benefits of these new virtual tools, an experimental study was carried out so as to compare the user response to technological and graphic supports.With a simple of 84 individuals, the obtained data reveal significant differences in the space perception depending on the format and support used to their representation. The results of this study allow us to reflect on new means of architectural rendering in the professional and teaching field.[ES] La gran evolución tecnológica en los medios de representación arquitectónica durante las últimas décadas, ha abierto un nuevo abanico de posibilidades digitales para visualizar el espacio no construido. Los sistemas de inmersión espacial, desarrollados inicialmente por la industria del videojuego, han ido adentrándose en el escéptico ámbito de la representación arquitectónica, ofreciendo una serie de innegables ventajas, entre ellas facilitar la comprensión de los espacios al no especializado. Con el objeto de estudiar las bondades de estas nuevas herramientas virtuales, se llevó a cabo un estudio experimental que compara la respuesta del usuario ante distintos soportes gráficos y tecnológicos. Con una muestra de 84 participantes, los datos obtenidos revelan importantes diferencias en la percepción del espacio en función del formato y soporte empleado para su representación. Los resultados de este trabajo permiten reflexionar en torno a los nuevos medios de representar la arquitectura, en el ámbito profesional y el docente.Este trabajo de investigación ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de España (proyecto TIN2013-45736-R).Higuera-Trujillo, JL.; López-Tarruella Maldonado, J.; Llinares Millán, C.; Iñarra Abad, S. (2017). El espacio digital: comparativa de las últimas técnicas de visualización arquitectónica. EGA. Revista de Expresión Gráfica Arquitectónica. 22(31):102-111. https://doi.org/10.4995/ega.2017.4234SWORD102111223

Emotional maps: neuro architecture and design applications

[EN] Neurophysiological measurements have increased in Design and Architecture to emotionally assess products. Objective understanding of emotion states brings an enormous opportunity to explain how environments aspects affects persons. New methodology must be developed for a successfully approach between Neuroscience and design areas, in order to build this recent synergy. This paper contribute to profound concept of Emotional Maps (EM), which is a challenge for two reasons: the characterization of emotional states and the uncertain relation with maps illustrations. In order to create an EM, Heart Rate Variability (HRV) was used to detect certain emotional states and Virtual Reality (VR) to generate an environment condition. The study was conducted by VR environment displayed in Head-mounted Display Oculus DK2. Twelve persons participated in data acquisition by two tools: during environment exploration, a portable physiological device (Empatica E4) recorded HRV signal; and at the end of study, a Likert scale questionnaire collected emotional impressions. HRV signal was analyze in time-frequency to detect activation or relax levels. The statistics results prove that design guidelines used in environments evoked the stressful state sought, and that the physiological measure used are appropriate to be represented. The final result shows the possibility to mapping emotional states. This novel technique allows to quantify objectively a subjective experience and locate in specific place when occurs. Our technique supposes a contribution toward emotional states measurements applied to design and architecture.Este trabajo de investigación ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad (proyecto TIN2013-45736-R).Higuera Trujillo, J.; Marín Morales, J.; Rojas, J.; López Tarruella Maldonado, J. (2016). Emotional maps: neuro architecture and design applications. En Systems&design:beyond processes and thinking. Editorial Universitat Politècnica de València. 677-685. https://doi.org/10.4995/IFDP.2016.3170OCS67768

Entornos virtuales online y diseño centrado en el usuario: un estudio de caso

Esta investigación ha sido apoyada por el Ministerio de Economía y Competitividad. España (proyecto TIN2013-45736-R).López-Tarruella Maldonado, J.; Llinares Millán, MDC.; Guixeres Provinciale, J.; Higuera-Trujillo, JL. (2016). Entornos virtuales online y diseño centrado en el usuario: un estudio de caso. DYNA: Ingeniería e Industria. 91(6):634-638. https://doi.org/10.6036/7905S63463891

Psychological and physiological human responses to simulated and real environments: A comparison between Photographs, 360° Panoramas, and Virtual Reality

[EN] Psychological research into human factors frequently uses simulations to study the relationship between human behaviour and the environment. Their validity depends on their similarity with the physical environments. This paper aims to validate three environmental-simulation display formats: photographs, 360° panoramas, and virtual reality. To do this we compared the psychological and physiological responses evoked by simulated environments set-ups to those from a physical environment setup; we also assessed the users' sense of presence. Analysis show that 360° panoramas offer the closest to reality results according to the participants' psychological responses, and virtual reality according to the physiological responses. Correlations between the feeling of presence and physiological and other psychological responses were also observed. These results may be of interest to researchers using environmental-simulation technologies currently available in order to replicate the experience of physical environments.This work was supported by the Ministerio de Economia y Competitividad. Spain (Project TIN2013-45736-R).Higuera-Trujillo, JL.; López-Tarruella Maldonado, J.; Llinares Millán, MDC. (2017). Psychological and physiological human responses to simulated and real environments: A comparison between Photographs, 360° Panoramas, and Virtual Reality. Applied Ergonomics. 65:398-409. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2017.05.006S3984096