Development of an olfactory display system to study the impact of vision over olfaction

This thesis consists in the development of an olfactory display with the feature of directional emission of odors, to be used in olfactory tests. These tests will be made to study if there is prevalence of the sense of vision over the one of smell when determining the direction of an odor. First of all, literature is analyzed to find out what other studies have been made in this field, and to understand under which conditions humans are able to determine the direction of an odor (which is the basic condition for the functioning of the whole system). After this part, an analysis of the current technologies used in olfactory displays is performed, in order to have a complete overview and to know what to chose when developing the display. With these elements in mind, the olfactory display concept is defined, along with some constraints and desired characteristics. The display will be simple, reliable and economic, and will be part of a complete system ready to be used in the tests. The system will be composed of the display itself, an application made in Unity and displayed through an Oculus Rift, and an input device to register the subjects’ answers. After the concept phase, a first prototype is developed in order to check the general functioning of the idea behind and to let eventual problems emerge. From this point, the final olfactory display is designed and built. The application to be used in tests is then developed. It will control the air pumps (and thus the odor emission) and the images, and it will register the user’s responses in a file easily accessible and analyzable. Some initial tests are finally made to check the general working of the system and to determine if it is ready for the main testing phase of the subject under study.

Questa tesi consiste nello sviluppo di un display olfattivo con la caratteristica dell’emissione direzionale di odori, da usare in test sull’olfatto. Questi test saranno fatti in particolare per studiare se c’è prevalenza del senso della vista su quello dell’olfatto nella determinazione della direzione di provenienza di un odore. Come prima cosa, la letteratura è analizzata per trovare quali altri studi sono stati fatti in questo ambito, e per capire sotto quali condizioni gli umani sono in grado di determinare la direzione di un odore (condizione base per il funzionamento dell’intero sistema). Dopo questa parte viene svolta un’analisi delle tecnologie attualmente in uso nei display olfattivi, in modo da avere una panoramica completa e sapere cosa scegliere durante il processo di concepimento del dispositivo. Con questi elementi in mente viene sviluppato il concept del display olfattivo, assieme ad alcuni vincoli e caratteristiche desiderate. Il display sarà semplice, economico ed affidabile, e sarà parte di un sistema completo pronto per essere utilizzato nei test. Il sistema sarà composto dal display olfattivo stesso, da un’applicazione creata in Unity e mostrata attraverso un Oculus Rift, ed infine da un dispositivo per l’input delle risposte date dagli utenti. Dopo la fase di concept viene sviluppato un primo prototipo, usato per controllare il funzionamento generale dell’idea e per far emergere eventuali problemi. A partire da questo punto viene sviluppato e creato il display olfattivo finale. Viene poi sviluppata l’applicazione da usare nei test. Controllerà le pompe dell’aria (e quindi l’emissione di odori), le immagini, e registrerà le risposte degli utenti in un file facilmente accessibile ed analizzabile. Alcuni test preliminari vengono infine svolti per controllare il funzionamento generale del sistema e per determinare se è effettivamente pronto all’utilizzo nella fase principale di testing per il quesito allo studio.