El primer trabajo que relacionó Design Thinking (DT) con la Ingeniería de Requisitos apareció hace más de 8 años y desde entonces el interés sobre este tema ha aumentado mostrando una sinergia natural entre ambos, en particular con la fase de elicitación de requisitos. Se considera que DT es una “forma de encontrar las necesidades humanas y crear nuevas soluciones utilizando las herramientas y el conocimiento de los profesionales del diseño”. Las técnicas de DT pueden integrarse en las prácticas de las empresas y en otras actividades de la sociedad, de forma que las personas y equipos de desarrollo pueden utilizarlas para generar ideas útiles e innovadoras que tengan un alto impacto. Las características de las técnicas de DT están alineadas con los objetivos y las prácticas habituales de Ingeniería de Requisitos incluyendo también a los métodos ágiles de desarrollo de software. Por este motivo, el uso de DT puede proporcionar un marco de apoyo interesante para el desarrollo de sistemas de información al permitir que los equipos de desarrollo mejoren sus habilidades para interiorizarse con el producto y con los usuarios.
En el campo de sistemas de información, los esfuerzos de investigación relacionados con DT toman dos direcciones principales: (1) cómo las tecnologías de la información (TI) pueden apoyar a las prácticas de DT mediante la generación de nuevas herramientas y aplicaciones, y (2) cómo DT puede apoyar a la resolución de problemas en el contexto de sistemas de información. En este artículo nos interesa profundizar en la segunda dirección y explorar DT para resolver los desafíos de la Ingeniería de Requisitos, incluido el descubrimiento de las necesidades difusas y contradictorias y los requisitos volátiles de múltiples stakeholders involucrados en proyectos de desarrollo de sistemas software socio-tecnológicos. La evidencia actual sugiere que sería posible mejorar la aplicación de DT en la Ingeniería de Requisitos, aunque la mayoría de trabajos existentes hacen énfasis en las técnicas individuales antes que en su uso integrado en las prácticas habituales de la Ingeniería de Requisitos.
En este trabajo se presentan los resultados de un experimento controlado realizado para investigar si el uso de los Mapas de Empatía, en combinación con la técnica Personas, mejora el rendimiento de las sesiones de Brainstorming. Esta mejora se midió en términos de la categoría y cantidad de requisitos obtenidos en la etapa de elicitación de requisitos. Aunque el experimento se ha realizado con estudiantes de último año de la carrera de Ingeniería Informática, diversos estudios indican, que los experimentos con estudiantes son muy valiosos ya que representan la próxima generación de profesionales y constituyen un paso previo y necesario antes de realizar experimentos con profesionales experimentados de la industria.
Mapas de Empatía
Diversos autores definen la empatía como la capacidad que tiene una persona de percibir los sentimientos, pensamientos y emociones de los demás, basada en el reconocimiento del otro como similar, es decir, como un individuo similar con mente propia.
Un mapa de empatía es una representación visual sencilla y fácil de entender que permite obtener conocimiento sobre el comportamiento y las actitudes de un usuario, o de un grupo de usuarios, generando así empatía. La tarea de crear este mapa ayuda a los ingenieros de requisitos a considerar las cosas desde la perspectiva del usuario, junto con sus objetivos y desafíos. Estructuralmente, el mapa proporciona visualmente cuatro áreas centrales en las que centrarse: lo que el usuario dice, hace, piensa y siente en relación con el problema a resolver.
El Mapa de Empatía es una herramienta útil para la generación de empatía ya que completar el mapa demanda a los ingenieros de requisitos a pensar “conscientemente” sobre cómo se siente el usuario y qué piensa respecto al problema. Aquellos que utilizan esta técnica destacan que si bien reflexionar sobre lo que los usuarios sienten o piensan es una tarea compleja, y a veces ambigua, les permite incorporar una perspectiva que de otro modo no siempre es tenida en cuenta.
En la figura siguiente se muestra un ejemplo de un Mapa de Empatía, extraído del caso utilizado en este estudio, y que corresponde una persona que trabaja en un Centro de Adopción de Animales y que es encargado de suministrar medicinas a los animales enfermos.
Proceso de elicitación de requisitos basado en Design Thinking
La empatía en DT puede ser vista como una forma de construcción de conocimiento, lo que constituye un aspecto central de la elicitación de requisitos.
Para realizar el estudio se propone un proceso de elicitación de requisitos basado en DT e inspirado en el modelo propuesto por Kembel que propone la realización de cinco pasos cíclicos: empatía, definición del problema, ideación, prototipado y validación. En nuestra propuesta consideramos solo los tres primeros: empatía, definición e ideación, que son los que están más conectados con la fase de elicitación de requisitos. Los pasos restantes, prototipado y validación, están más orientados a proponer soluciones y comprobarlas que a la adquisición de conocimiento, y ya están habitualmente contemplados en los procesos bien definidos de ingeniería de requisitos. En la figura siguiente se muestra la relación cíclica de estos tres pasos para la elicitación de requisitos.
La incorporación del paso empatía es un aspecto clave en un proceso de elicitación basado en DT ya que habitualmente no está explícitamente presente en los procesos de elicitación de requisitos tanto clásicos como ágiles.
Descripción del experimento
El objetivo del experimento fue investigar si el uso de una secuencia de técnicas de elicitación incluyendo DT influye en la eficacia de los participantes para elicitar requisitos.
Haciendo uso de la plantilla Goal-Question-Metrics, el experimento se ha planteado con el objetivo de analizar técnicas de elicitación de requisitos con el propósito de compararlas con respecto a su efectividad, facilidad de uso percibida y utilidad percibida desde el punto de vista de los analistas de requisitos en el contexto de los estudiantes del grado en Ingeniería Informática de la Universitat Politècnica de València.
La variable independiente es la combinación de técnicas de elicitación utilizadas:
T1: Mapa de Empatía + Personas + Brainstorming
T2: Personas + Brainstorming
La variable dependiente fue la Efectividad, la cual se midió como la cantidad de ideas de requisitos (QIR) generadas por los estudiantes. Estas cantidades (QIR) se agruparon en las siguientes categorías: ideas centradas en las personas (QIR-P), ideas orientadas a los negocios (QIR-B), ideas orientadas a la tecnología (QIR-T) y otros (QIR-O). La suma del número de ideas de requisitos en cada categoría se consideró como la medida de la efectividad: QIR = QIR-P + QIR-B + QIR-T + QIR-O.
La hipótesis se ha formulado de la siguiente forma:
H10: No hay una diferencia significativa entre la efectividad de los sujetos cuando se usa T1 o T2.
H1a: ¬H10.
Los participantes fueron 72 estudiantes de la asignatura “Análisis y Especificación de Requisitos” del grado en Ingeniería Informática de la UPV. Se formaron dos grupos de trabajo a los que los estudiantes fueron asignados aleatoriamente por el profesor de la asignatura. Los estudiantes no tenían experiencia previa con las técnicas utilizadas, pero recibieron un entrenamiento de tres horas para familiarizarse con ellas y realizar ejercicios.
El objeto del experimento consistió en la descripción de las características y principales necesidades de un Centro de Adopción de Animales. La tarea experimental consistió en la generación de ideas de requisitos mediante una sesión de Brainstorming utilizando previamente la técnica Persona junto con los Mapas de Empatía (T1: tratamiento con Mapa de Empatía) o alternativamente solo la técnica Persona (T2: tratamiento sin Mapa de Empatía). La hipótesis fue que el uso de Personas junto con los Mapas de Empatía podría mejorar la empatía con los stakeholders y, en consecuencia, mejorar la cantidad de ideas de requisitos generadas durante la sesión de Brainstorming. También se realizó un cuestionario post-experimento con preguntas para analizar las variables de percepción de este estudio.
El diseño utilizado fue entre-sujetos (between subjects) que a diferencia de un diseño intra-sujetos los participantes realizan en cada grupo solo uno de los tratamientos: T1 o T2. El experimento fue controlado, lo que significa que no se produjeron interacciones entre los grupos de trabajo, siendo el grupo con el tratamiento T2 el grupo de control.
Resultados
A continuación se presentan los principales resultados obtenidos.
El número total de ideas de requisitos no difirió significativamente entre los tratamientos T1 y T2, sin embargo, el análisis descriptivo mostró que el número de ideas de requisitos de categoría tecnológicos (no funcionales) fue menor en el grupo que trabajó con los Mapas de Empatía. Esto sugiere que el Mapa de Empatía ayudó positivamente a los participantes a ser más conscientes de las necesidades funcionales de los stakeholders que de los no funcionales.
El análisis descriptivo del cuestionario post-experimento mostró algunos hallazgos prometedores: aunque la utilidad percibida del Mapa de Empatía fue menor que para las otras técnicas, la utilidad percibida del Brainstorming fue mayor al utilizar previamente Mapas de Empatía. Esto sugiere que, al incorporar la evaluación de factores emocionales y cognitivos, el Mapa de Empatía ayudó a los participantes a realizar sesiones de Brainstorming que se percibieron como más útiles.
Por otro lado, el resultado de la utilidad percibida del Brainstorming usando solo la técnica Persona tuvo una desviación estándar más alta que cuando se utilizó el Mapa de Empatía. Esto sugiere que el uso de los Mapas de Empatía es mejor en términos de la estabilidad del proceso de elicitación de requisitos.
En cuanto a la secuencia y conexión de las técnicas, aunque la mediana coincidió en ambos tratamientos (con y sin Mapa de Empatía), la desviación estándar de los resultados fue menor al utilizar el Mapa de Empatía. Esto nuevamente es un indicador de que hubo una mejor relación entre los participantes y la técnica, lo que contribuye al impacto de su enseñanza en el campo educativo y potencialmente para la práctica en entornos profesionales.
Por último, al no haber definido una medida concreta para evaluar la técnica Personas nos impidió descubrir si el Mapa de Empatía tenía alguna influencia en ella. Sin embargo, el análisis del cuestionario post-experimento nos permitió descubrir que la utilidad percibida de la técnica Persona es menor en el tratamiento que incluye al Mapa de Empatía, lo que podría interpretarse como un cierto nivel de superposición entre las dos técnicas, de modo que los participantes la encontraron no tan útil. Por lo tanto, en un futuro se podría estudiar cómo complementar más adecuadamente estas dos técnicas o elegir una de ellas.
Como conclusión, y aunque son resultados preliminares, se ha obtenido evidencia sobre la influencia positiva de DT sobre la elicitación de requisitos. Más estudios son necesarios para corroborar y generalizar estos resultados. Es necesario explorar otra combinación de técnicas, así como otros dominios que permitan tener una visión más amplia antes de plantear su aplicación en proyectos de desarrollo de software con profesionales de la industria.
Este estudio ha sido realizado por Ezequiel Kahan, Emilio Insfran, Marcela Genero y Alejandro Oliveros, y será publicado en la conferencia internacional Information Systems Development (ISD2021) a celebrarse en la Universitat Politècnica de València del 8 al 10 de septiembre de 2021.
