Design and development of a wearable olfactory display

The technological and engineering progress permitted the design and the realization of artefacts and prototypes with high technological content. The fields of action are among the most varied and diversified and are not linked only with research or industrial production. Lately, more and more often, the technology is at the service of man and medicine, giving life to a very fruitful close collaboration. In particular, the aspect regarding the virtual reality is finding multiple uses: from its use in the field of training and medical study for a better learning of the practical aspects and an important integration of the theoretical aspects, passing through multimodal experiences, up to everything that deals with psychotherapy and physical rehabilitation. The multisensory aspect is very important and allows to improve the experience of use and to obtain a much more faithful reproduction of reality compared to a traditional use experience. In this thesis project an olfactory display device will be developed which, connected to a virtual reality application that regulates and controls its functioning, allows the patient to interact with aromas and essences contained in pods housed in the device. The device for therapeutic purposes is addressed mainly to people suffering from post-traumatic stress disorder, Alzheimer's patients or it is indicated for aromatherapy. After an analysis of the state of the art and the principles concerning the interaction with the sensory organs involved, the construction of the prototype, the design choices made and the 3D printing process of the components involved are illustrated, as well as their assembly. Subsequently, the construction costs and the other possible design choices rejected during work are analyzed. Everything related to the software part, the interactive interface of Unity, its design and its control system and communication with the prototype will also be described. A quick survey on the experience of use has allowed users to provide feedback on the prototype, positively assessing its intuitiveness and ease of use and emphasizing the main aspects to be improved. What has been deduced in particular is that the experience of using such a device, given the complexity of the diffusion of essences, is still rather limited and that many problems concerning mainly the management of perfumes at present must still be solved.

Il progresso tecnologico e ingegneristico ha permesso la progettazione e la realizzazione di manufatti e prototipi ad alto contenuto tecnologico. I campi di azione sono tra i più svariati e diversificati e non sono solo legati alla ricerca o alla produzione industriale. Ultimamente sempre più spesso la tecnologia si mette al servizio dell'uomo e della medicina dando vita a una stretta collaborazione molto proficua. In particolare, l'aspetto riguardante la realtà virtuale sta trovando molteplici utilizzi: dal suo uso nel campo dell'addestramento e dello studio medico per un migliore apprendimento degli aspetti pratici e una importante integrazione degli aspetti teorici, passando dalle esperienze multisensoriali fino a tutto ciò che ha a che fare con la psicoterapia e la riabilitazione fisica. L'aspetto multisensoriale è molto importante e permette di migliorare l'esperienza di utilizzo e di ottenere quindi una riproduzione molto più fedele della realtà rispetto a una esperienza di utilizzo tradizionale. In questo progetto di tesi verrà sviluppato un dispositivo olfattoforo che, collegato a una applicazione di realtà virtuale che ne regola e controlla il funzionamento, permette al paziente di interagire con aromi e essenze contenute in cialde alloggiate nel dispositivo. Il dispositivo per scopo terapeutico è indirizzato principalmente a persone che soffrono di disturbo post traumatico da stress, malati di Alzheimer o è indicato per l'aromaterapia. Dopo un'analisi dello stato dell'arte e dei principi riguardanti l'interazione con gli organi coinvolti, viene descritta la costruzione del prototipo, le scelte di progettazione fatte e viene illustrato il processo di stampa 3D dei componenti coinvolti oltre che il loro montaggio. Successivamente vengono analizzati i costi di costruzione e le altre possibili scelte di progettazione scartate in corso d'opera. Verrà descritto anche tutto ciò che riguarda la parte software, l'interfaccia interattiva di Unity, la sua progettazione e il suo sistema di controllo e comunicazione con il prototipo. Un rapido sondaggio sull'esperienza d'uso ha permesso agli utenti di fornire un feedback sul prototipo, valutandone positivamente l'intuitività e la facilità d'uso e sottolineandone i principali aspetti da migliorare. Ciò che si è dedotto in particolare è che l'esperienza di uso di un dispositivo del genere, data la complessità della diffusione delle essenze, è ancora piuttosto limitata e che molti problemi riguardo principalmente la gestione dei profumi allo stato attuale devono essere ancora risolte.