Design cognition for conceptual design

Creative competences are the major currency in 21st century product development domain. Consequentially, the number of new methodologies and working styles targeted for the fuzzy front-end constantly increases. In response, those responsible for managing the early phases of product design need to repeatedly question methods, the organization of work, and the constitution of a design team. In this dissertation I argue that the development of design practices can benefit from a science of design that can provide robust evidence about successful and purposeful ways of working. I particularly endorse a psychological science of design which concerns mental constructs that underlie design work regardless of the utilized tools and methods. This dissertation is motivated by an urge to understand the generation of ideas in conceptual design. By idea generation, I refer to the rapid production of seeds for future products or services, not necessarily very clever or unique yet. The goal is to develop a psychologically plausible view on how this kind of idea generation unfolds and particularly how human memory processes underlie this activity. This kind of cognitive, descriptive account is considered necessary to highlight the reality of design work in contrast to the prevalent prescriptive models of design. This thesis reviews the existing literature on design idea generation and general theories of idea generation. Based on several empirical studies and cycles of theoretical development, I develop a heuristic model of conceptual design; an example of design cognition for conceptual design. The model is utilized as an explanatory framework to argue why certain phenomena (e.g. incubation, inspiration, and fixation) arise and influence design idea generation as they do. The model emphasizes memory search, recognition, and analogical transfer as essential cognitive processes in idea generation. As a critical reflection of the work, I come to acknowledge the need to expand the cognitive theory beyond its present scope. I see that the design cognition needs to give up the problem solving perspective and consider new discourses to keep up with the accounts based on social constructivism. In future, I believe that establishing a science of design should help both educators and practitioners to advance their skills and help developing more effective and designer-centered practices

Ongelmien dekompositio konseptisuunnittelussa

Design embraces several disciplines dedicated to the production of artifacts and services. These disciplines are quite independent and only recently has psychological interest focused on them. Nowadays, the psychological theories of design, also called design cognition literature, describe the design process from the information processing viewpoint. These models co-exist with the normative standards of how designs should be crafted. In many places there are concrete discrepancies between these two in a way that resembles the differences between the actual and ideal decision-making. This study aimed to explore the possible difference related to problem decomposition. Decomposition is a standard component of human problem-solving models and is also included in the normative models of design. The idea of decomposition is to focus on a single aspect of the problem at a time. Despite its significance, the nature of decomposition in conceptual design is poorly understood and has only been preliminary investigated. This study addressed the status of decomposition in conceptual design of products using protocol analysis. Previous empirical investigations have argued that there are implicit and explicit decomposition, but have not provided a theoretical basis for these two. Therefore, the current research began by reviewing the problem solving and design literature and then composing a cognitive model of the solution search of conceptual design. The result is a synthetic view which describes recognition and decomposition as the basic schemata for conceptual design. A psychological experiment was conducted to explore decomposition. In the test, sixteen (N=16) senior students of mechanical engineering created concepts for two alternative tasks. The concurrent think-aloud method and protocol analysis were used to study decomposition. The results showed that despite the emphasis on decomposition in the formal education, only few designers (N=3) used decomposition explicitly and spontaneously in the presented tasks, although the designers in general applied a top-down control strategy. Instead, inferring from the use of structured strategies, the designers always relied on implicit decomposition. These results confirm the initial observations found in the literature, but they also suggest that decomposition should be investigated further. In the future, the benefits and possibilities of explicit decomposition should be considered along with the cognitive mechanisms behind decomposition. After that, the current results could be reinterpreted.Tuotteita ja palveluita suunnittelevia aloja on nykyään lukuisia. Suunnittelun eri alueet ovat kehittyneet itsenäisesti, ja viime aikoina niistä on kiinnostuttu myös psykologiassa. Suunnittelukognitioksi kutsutaan tutkimussuuntaa, jossa suunnittelua tutkitaan kognitiivisen psykologian näkökulmasta. Suunnittelukognition tulokset ovat suunnittelun normatiivisten mallien ohella kiinteä osa alan tietämystä. Kaikilta osin psykologinen todellisuus ei kuitenkaan vastaa mallien olettamuksia, vaan ne eroavat toisistaan kuten optimaalinen ja tosiasiallisen päätöksenteko. Tämä tutkimus selvitti mahdollista eroavaisuutta ongelmien dekomposition suhteen. Ongelmien dekompositio on menetelmä, joka sisältyy niin suunnittelun oppikirjoihin kuin ihmisen ongelmanratkaisun yleisiin malleihin. Dekomposition idea on helpottaa ongelmanratkaisua keskittämällä ongelmanratkaisijan huomio kerrallaan vain yhteen osaan ongelmasta. Dekomposition keskeisyydestä huolimatta dekomposition merkitys konseptisuunnittelussa on epäselvä ja niukasti tutkittu asia. Tässä työssä käytettiin protokolla-analyysia dekomposition tutkimiseksi. Aiemmissa kokeellisissa tutkimuksissa on esitetty dekomposition toimivan sekä implisiittisesti että eksplisiittisesti, mutta asiaa ei ole teoreettisesti perusteltu. Niinpä tässä tutkimuksessa käytiin ensin läpi viimeaikaisia suunnittelu- ja ongelmanratkaisuteorioita, joista koottiin kognitiivinen malli konseptisuunnittelun etsintävaiheesta. Tässä mallissa konseptisuunnittelun etsintävaihe nähdään tunnistusja dekompositio-skeemojen ohjaamana ongelmanratkaisuna. Teoreettista vaihetta seurasi empiirinen koe dekomposition tutkimiseksi. Kokeeseen osallistuneet kuusitoista (N=16) kokenutta koneensuunnittelun opiskelijaa tuottivat konsepteja kahdesta vaihtoehtoisesta aiheesta. Yhtäaikaista ääneenajattelua ja protokolla-analyysia hyödynnettiin dekomposition tutkimiseksi. Tulokset osoittivat, että huolimatta dekomposition korostamisesta koulutuksessa, ainoastaan muutama (N=3) suunnittelija käytti menetelmää spontaanisti ja eksplisiittisesti esitetyn kaltaisissa tehtävissä, vaikka tehtävät muuten ratkaistiin järjestelmällisesti käyttäen ylhäältä-alas-ohjausstrategiaa. Eksplisiittisen dekomposition käyttäminen tutkituissa tapauksissa ei myöskään tuottanut odotettuja tuloksia Eksplisiittisen dekomposition sijaan suunnittelijat käyttivät ohjausstrategioista päätellen implisiittistä dekompositiota. Nämä tulokset tukevat aiemmin tehtyjä havaintoja, mutta myös korostavat dekomposition lisätutkimuksen tarvetta. Tulevaisuudessa pitäisi selvittää, voidaanko dekomposition käyttöä tehostaa, millainen kognitiivinen prosessi dekompositio on ja mitkä sen käytön vaikutukset työskentelylle ovat. Näiden kysymysten selvittämisen jälkeen voidaan nykyisiä tuloksia arvioida uudelleen

Involuntary musical imagery : everyday but ephemeral

Involuntary musical imagery (INMI) refers to a conscious experience of music that is unbidden by the subject. Often this experience consists of the repetition of a short musical fragment of melodic, popular music. This dissertation focuses on INMI, which emerged as a research topic in the early 2000s among a small community of general and music psychologists, neuroscientists and musicologists distributed around the world. The work consists of a review encompassing all directly relevant internationally published research in the area, as well as reflections on author’s empirical research. The review of 38 qualifying studies identifies six distinct research themes, three major themes and three less frequently investigated themes of INMI research. The major themes concern methodology, phenomenology and the dynamics of INMI, whereas the marginal themes consider how mental disorders, general cognition, and musical structure each relate to INMI. The findings answer many questions of public and scientific interest. For instance, what is normal in terms of INMI frequencies, duration and content; which factors influence INMI onset; and how effective different coping strategies are in preventing or suppressing INMI The main outcomes of this study are five arguments concerning INMI. The first is that INMI is a universal, common feature of musicality among people. The second is that the musical behaviors of performing and listening mediate INMI phenomenology. Thirdly, INMI is distinguished from involuntary semantic memories by repetition and because people are usually aware of triggers and stimuli preceding INMI. The fourth claim is that people’s awareness of INMI leads them to take action to avoid or displace it. The final argument is that INMI resembles voluntary musical imagery experiences. Overall, I present INMI as a phenomenon for which nearly fifty studies have produced consistent results in just over ten years. Although the populations under study show an unfavorable bias towards Western, educated informants, the evidence indicates a universal psychological phenomenon, the function of which we do not yet understand. To clarify the theory, I describe a proposal called a conscious threshold model, which uses memory activations to explain the onset of INMI.“Musiikin päässäsoiminen” ja “korvamato” ovat kansanomaisia ilmaisuja ilmiölle, jossa henkilö kuvittelee tahtomattaan musiikkia. Tässä psykologisessa tutkielmassa ilmiötä käsitellään otsikolla tahdosta riippumaton musiikinkuvittelu. Tämä määritelmä asettaa päässäsoimisen samalle linjalle tietoisen musiikin kuvittelun kanssa, jota on tutkittu musiikkipsykologiassa useita vuosikymmeniä. Päässäsoimisen tutkimus sen sijaan käynnistyi kognitiivisen psykologian viitekehyksessä vasta 2000-luvulla. Tämä väitöskirja kokoaa yhteen kaiken päässäsoimisesta tehdyn tieteellisen tutkimuksen. Sen painopisteenä ovat 2000-luvun empiiriset ja analyyttiset julkaisut. Tutkielma pohjautuu myös kirjoittajan omaan tutkimukseen, mutta käsittelee sitä vain osana noin neljästäkymmenestä kansainvälisestä julkaisusta koostuvaa alan kansainvälistä kirjallisuutta. Kirjallisuuskatsauksen lisäksi työssä pohditaan laajasti suoritettujen tutkimusten validiteettia, yhteismitallisuutta sekä tulevaisuuden tutkimuskysymyksiä. Väitöksessä vastataan useisiin suurta yleisöä kiinnostaviin, aihetta koskevin kysymyksiin: esimerkiksi siihen miten yleistä päässäsoiminen on, miten se yleensä ilmentyy ja millaiset tekijät vaikuttavat siihen. Lisäksi kysymystä päässäsoimisen hillitsemisestä sekä pysäyttämisestä käsitellään ja siihen esitetään vaihtoehtoisia ratkaisuja. Väitöstutkimuksesta nousee useita väitteitä ilmiön luonteeseen liittyen. Väitteet keskittyvät erityisesti päässäsoimiseen muisti-ilmiönä, jonka toimintaan vaikuttaa ihmisen jatkuva tiedostettu ja tiedostamaton informaation käsittely. Keskeinen väite on, että musiikin päässäsoiminen on ihmisen tiedonkäsittelyn yleismaailmallinen piirre, jota ei voida erottaa muusta musiikillisesta tiedonkäsittelystä. Tämä ainutlaatuinen muisti-ilmiö poikkeaa muista tahdosta riippumattoman muistin lajeista. Ilmiö on havaittavissa myös monien ihmisten arkielämässä, vaikka siihen useimmiten kiinnitetään huomiota vain satunnaisesti, erityisesti ilmiön pitkittyessä tai sisältäessä ei-toivottua musiikkia. Alan tutkimus on vasta alussa, mutta tässä väitöksessä esitettävien havaintojen perusteella sitä voidaan pitää luotettavana ja lupaavana lisänä muistin, musiikkikognition sekä tietoisuuden tutkimuksen kenttään

How the mind is easily hooked on musical imagery

Recent studies show that nearly all people living in western societies are affected by involuntary musical imagery, or “earworms”. It has been suggested that prior exposure to music is an important predictor of this phenomenon. In comparison, cognitive psychologists use the concepts of recency (serial position) and the priming effect (brief exposure) to describe similar memory features. The aim of this study was to explore the dynamics of involuntary musical imagery in relation to these memory concepts. Two experiments and a novel experimental manipulation to induce the experience were designed to investigate the topic. The experiments utilized a modified musical image scanning task to cue long-term memory and an experience sampling tool to collect data. The first experiment piloted the induction method and screened the stimuli. The second experiment tested a set of hypotheses using five between-subjects experimental groups. The first experiment demonstrated that among 1111 participants familiar with the songs, the induction procedure evoked involuntary musical imagery in 67.1 % of the cases. The second experiment included older songs and was less effective (49.6 %) in evoking the phenomenon (N=6653). There were considerable differences between the songs, but these were very song-context dependent. A recency effect was also discovered

Sauna bathing frequency in Finland and the impact of COVID-19

Objectives: Recent research has revealed multiple potential health benefits of frequent sauna bathing. Finland is a country with extraordinary sauna culture and bathing opportunities. However, coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic introduced regulations and unprecedented closures to shared sauna facilities. In this study we aimed to examine the previously unknown baseline bathing frequency and its possible change during the epidemic. Design: We investigated several aspects of sauna bathing with self-reports: the frequency, its possible changes, reasons for change, and beliefs about its health effects among a representative sample of thousand Finns aged 18–75 years. This online survey was administered in May 2020. Results: Before the pandemic, 59 % of our respondents had enjoyed sauna at least once a week. Since the pandemic began, up to 23 % had reduced or stopped their bathing. This was often due to restricted sauna access. However, 11 % of respondents bathed more frequently and attributed this changeto seeking relaxation and passing time. These findings demonstrate a surprising flexibility in this health-promoting national pastime. Men were more active bathers than women overall and women under 35 enjoy sauna more seldom than older women. Only 7.9 % of all respondents bathed at least four times a week, exceeding a suggested threshold for maximum health benefits. Conclusions: Finnish people are active sauna bathers. The COVID-19 pandemic demonstrated that the frequency of bathing is dependent on good access to sauna facilities. This flexibility and wide access could be exploited to improve public health in the long term if more frequent bathing became a standard.Peer reviewe