Informatie wordt doorgegeven via een kanaal. In het doorgeven zullen door ruis (willekeurige beïnvloeding van de omgeving op de processen in het kanaal) afwijkingen kunnen ontstaan. Die afwijkingen kunnen niet onderscheiden worden van de informatie die in het kanaal gecodeerd wordt zodanig dat ze niet anders dan als fouten moeten geïnterpreteerd worden. Anders gezegd: fouten zijn overmijdelijk als elk element van de codering informatie codeert. Inderdaad: de grootste hoeveelheid informatie wordt steeds overgedragen wanneer de alternatieven even waarschijnlijk zijn. Hoe meer hiervan afgeweken wordt, hoe groter de afwijking van de maximale informatie die kan doorgegeven worden.

Een eenvoudige oplossing hiervoor is om meer informatie te geven dan strikt noodzakelijk. Bijvoorbeeld is de volgende zin nog steeds te begrijpen zelfs al is het letterteken op elke vijfde positie verdwenen: Info*mati* wor*t do*rgeg*ven *ia e*n ka*aal. Deze oplossing noemt men het toevoegen van redundante informatie. Voldoende redundantie zal er dus ook voor zorgen dat berichten meer foutbestendig zijn, essentiële informatie die zou verdwenen zijn door interactie met de ruis kan hiermee gereconstrueerd worden uitgaande van informatie die wel ontvangen werd. Deze oplossing wordt nog robuuster als we dezelfde informatie via verschillende kanalen zouden doorgeven, ook dat wordt redundantie genoemd, want elk kanaal is onvermijdelijk beperkt zodat men de capaciteit van het kanaal niet tot een willekeurig niveau kan verhogen. Hoe meer verschillende kanalen die onafhankelijk zijn van elkaar en dezelfde informatie doorgeven, al was het maar gedeeltelijk, hoe robuuster de informatieoverdracht kan zijn, dus hoe minder een toevallige toevoeging van irrelevante informatie of weglating van relevante informatie het proces kan verstoren.

De capaciteit van een informatie kanaal noemt men de bandbreedte, de hoeveelheid bits die per seconde overgedragen kunnen worden. De totale toevloed van informatie die via de zintuigen het menselijk organisme bereikt wordt op 10⁹ bits/s geschat. Uiteraard is dit geschat op basis van de technisch waarneembare energiewisselingen in onze omgeving. Het oog heeft een bandbreedte van 8000 tot 10000 bits/s, het oor van 1000 bits/s. Dit is nog altijd veel meer dan wat de hersenen bewust kunnen verwerken (100 bits/s). De informatie-inhoud van een gebeurtenis is dus reeds sterk gereduceerd eer het de hersenen bereikt. Blijkbaar zullen de zintuigen zelf reeds veel informatie uitfilteren, zij voeren zelf reeds een gedeeltelijke interpretatie uit. De zintuigen zijn zelf al met de structuur van de informatie (het patroon in de informatie) bezig, eerder dan met informatie zelf. Zij filteren zelf veel uit dat irrelevant is voor een bepaalde context. Denk in dit verband maar aan het oog dat zich instelt op de gemiddelde helderheid van de omgeving, een reflex. Veel zintuiglijke prikkels veroorzaken reflexen. We hebben daar geen controle over en we kunnen er ook niet voor kiezen. De reflexen zijn een grote besparing op het aantal beslissingen die we moeten nemen: ze treden zelfs op bij een overbelast zenuwstelsel. Zich oriënteren in aangeboden informatie neemt immers altijd tijd in beslag en soms is dat levensbedreigend. De grootst mogelijke hoeveelheid informatie doorgeven heeft dus het nadeel van tijdsopsplorpend te zijn. Onderzoek in de tweede helft van de 20ste eeuw heeft aangetoond dat de reactietijd bij een keuze tussen even waarschijnlijke alternatieven (en dus maximale informatieoverdracht) een lineaire functie is van de informatie-inhoud (H) van de stimulus (de Hick-Hyman wet). Dit is zo bij variatie van het aantal alternatieven als bij variatie van de waarschijnlijkheid van optreden van de alternatieven. Een overdaad aan informatie leidt daarom ook tot beslissingsverlamming (The paradox of choice, Barry Schwarz). Gelukkig is niet elke actie een gevolg van een bewust beslissingsproces.

Redundantie is dus te meten als de vermindering van de hoeveelheid informatie als gevolg van een verschil in de waarschijnlijkheid van optreden van de beschouwde gebeurtenissen. Redundantie is een maat voor de structuur in de gebeurtenissen: sommige gebeurtenissen zijn meer of minder simultaan met andere. Redundantie wordt gewoonlijk in percenten uitgedrukt: %redundantie = (1 - H_gemiddeld/ H_max) x 100

De redundantie geeft ons informatie over de interne structuur van de informatie (de interne structuur van de werkelijkheid die door de informatie naar voor gebracht wordt). Veel informatie kan immers simultaan met één nieuw gegeven overgebracht worden. We hebben altijd een zekere vorm van redundantie nodig om ons sneller op de relevante informatie te kunnen richten, om sneller de nieuwswaarde van de informatie te kunnen schatten. Geeft men in een bepaalde situatie te veel informatie (te weinig redundante of simultaan doorgegeven informatie) dan zal men het interpretatiekanaal overbelasten. Ontwerpers streven er dan ook naar om de globale informatiedruk niet te groot te maken maar toch voldoende redundante informatie te geven. Van situatie tot situatie ligt het ideaal ergens in de volgende reeks (men zegt soms “on the edge of chaos”):

• verwarring

• overbelasting

• verrassing

• nieuws

• onverwacht

• herkenbaar

• vertrouwd

• overtollig

• bekend

• saaie herhaling

• overbodig

Het is duidelijk dat het (grotendeels onbewuste) model dat de ontvanger van informatie ter beschikking heeft hierin een hoofdrol speelt.

Ontwerpers zullen dus informatie coderen om de gebruikers een keuze te laten maken uit een beperkt aantal mogelijkheden van de regelaar van een proces. Het zijn immers die mogelijkheden en geen andere die door de regelaar ter beschikking worden gesteld. Eens de ontwerpers de variëteit van de toestandsruimte bepaald hebben kunnen ze, op basis van hoe de gekozen informatiekanalen de informatie coderen, het niveau van redundantie berekenen. Dit kan dan een maat zijn waarmee de alternatieven die ze ontworpen hebben voor de interface van de communicatie ten opzichte van elkaar kunnen gepositioneerd worden.

Een praktische illustratie hiervan is het ontstaan van een menustructuur of een contextgevoelige “hulp”-functie in software. We zeggen dat een keuzemogelijkheid breed of smal is naargelang er meerdere of mindere evenwaardige mogelijkheden zijn op hetzelfde niveau. We spreken van niveaus omdat niet alle mogelijkheden onmiddellijk beschikbaar moeten zijn. Uit vele onderzoeken blijkt er immers dat we in het aantal te overziene keuzemogelijkheden beperkt zijn. We kunnen hooguit 7 ± 2 aandachtspunten als keuzemogelijkheid beschouwen. Men relateert dat soms tot het begrip "korte termijn geheugen". Het is dus nodig om coderingen op verschillende niveaus aan te bieden: hoewel de keuzemogelijkheden beperkt zijn kunnen ze ten opzichte van elkaar gepositioneerd worden.

Men spreekt in dit verband ook van orthogonale dimensies van een codering (waarmee men bedoelt dat de waarde op één dimensie onafhankelijk is van de waarde op een andere dimensie) en men spreekt van redundante dimensies van een codering (wanneer men de waarde op één dimensie kent kan men de waarde op een andere dimensie beter anticiperen). Zowel bij orthogonale als redundante codering zal het combineren van dimensies resulteren in een groter aantal te herkennen coderingen.

Voorbeeld: In het kaartspel is klaver altijd zwart, en harten altijd rood. Dit is eigenlijk redundante informatie. Stel je voor dat er ook een rode klaver variant zou bestaan... Harten en koeken (ruiten) zijn rood gekleurd in het kaartspel, dit is een redundante codering (er zijn geen zwarte harten bijvoorbeeld). De rode kleur geeft wel extra informatie: harten en koeken horen bij elkaar in bepaalde spellen, maar dat hoeft ook niet.

Voorbeeld: bij een stoplicht is het bovenste licht altijd het rode. Stel je voor dat elk van de drie lampen een van de drie mogelijke kleuren zou tonen... In beide voorbeelden zou extra informatie moeten gedecodeerd worden, wat de snelle verwerking alleen maar moeilijker maakt.

Een voorbeeld van een aantal coderingen die ongeveer ingeburgerd geraakt zijn:

Voor visuele codering gebruikt men conventioneel de 10 volgende kleuren:

In een technische omgeving wordt er de volgende relatie gelegd tussen kleur en code:

Start knoppen zijn bij voorkeur wit, stopknoppen bij voorkeur zwart, behalve voor een veiligheid noodstop die altijd rood is.

Voor de codering met behulp van kleuren kunnen de volgende aanbevelingen gemaakt worden:

• Het kleuroppervlak moet een beeldhoek van minstens 30 boogminuten beslaan en de luminantie moet groter zijn dan 1cd/m2.

• Kleur moet als redundante codering gebruikt worden aangezien sommigen (8% van de mannelijke bevolking) kleurenblind zijn.

• Kleur kan niet echt voor ordinale metingen gebruikt worden, zelfs niet indien men naar de regenboog zou verwijzen. In dit geval moet men in gedachten houden dat men eigenlijk nominaal bezig is.

• Helderheid is geen betrouwbare codering

Voor geluid kan men coderen in de volgende dimensies:

• Frequentie (flash, puls, toon, ...); hoge frequenties worden als meer urgent ervaren dan lage.

• Frequentieverloop; een stijgend verloop wordt als urgent ervaren.

• Timbre (denk aan het verschil tussen een bel en een gong waarvan de klanken nagenoeg uit dezelfde frequenties bestaan).

• Herhaling (eventueel een patroon, ...)

• Amplitudeverloop bij herhaling; een steeds luider wordend signaal wordt als urgent ervaren.

• Tempo; hiermee wordt een combinatie bedoeld van de duur van de verschillende tonen en de rustpauzes daartussen. Een snel tempo wordt als meer urgent ervaren, het aanbevolen tempo ligt tussen 0,2 en 5 Hz.

• Tijdspatroon; denk aan morse

• Richting (stereo)

Onverwachte gevolgen van redundantie

Mensen gaan er standaard van uit dat veel informatie dat hen bereikt redundant is. Dit heeft grote voordelen, maar ook veel nadelen: hun beslissingsproces is daardoor zelden rationeel te verantwoorden.

Wickens (1984) heeft een beroemd onderzoek hierover opgezet waaruit volgt:

• Mensen geven een onevenredig gewicht aan vroege informatie, volgende informatie wordt als minder belangrijk beschouwd.

• Mensen zijn gewoonlijk conservatief en putten niet een optimale hoeveelheid informatie uit wat ze binnenkrijgen.

• Het subjectieve gevoel ten voordele van een alternatief ten opzichte van een ander wordt niet als zo extreem beschouwd als het optimaal zou moeten.

• Wanneer meer informatie beschikbaar wordt, vertrouwen mensen hun reeds genomen beslissingen meer, hierbij gaan ze dus hun beslissingen niet in vraag stellen en laten ze zelfs de mogelijkheid liggen bijvoorbeeld precieser te worden.

• Mensen zoeken meer informatie dan ze kunnen verwerken.

• Mensen beschouwen alle informatie als even betrouwbaar hoewel dit niet zo is.

• Mensen kunnen niet meer dan 3 of 4 hypothese simultaan bekijken.

• Mensen kunnen zich slechts op een paar kritische eigenschappen richten, en voor elke eigenschap slechts op een paar mogelijke beslissingen.

• Mensen zoeken informatie die de gekozen weg bevestigen en vermijden informatie die de vroegere beslissingen in vraag zou kunnen stellen en ze kunnen dus moeilijk om met de ontwerpparadox.

• Een mogelijk verlies wordt beschouwd als belangrijker dan een mogelijke winst van dezelfde grootte.

• Mensen geloven dat gematigd positieve resultaten waarschijnlijker zijn dan gematigd negatieve of extreem positieve resultaten.

• Mensen geloven dat extreem negatieve resultaten minder waarschijnlijk zijn dat gematigd negatieve.