Hop: a smart wearable to defend urban commuters from air pollution

This thesis illustrates the process that led to the development of Hop, a transformable wearable to defend against air pollution, designed for those traveling within polluted cities. The project aims to shift the perspective of user-object interaction related to this category of products, making them more meaningful and therefore usable for users. The main output of the thesis is the design of the device from an industrial design and user experience perspective. Due to increasing urbanization and increasingly ungoal natural phenomena, people living in medium to large cities are exposed to extremely dangerous levels of air pollution, especially those who use sustainable transportation, exposing themselves more directly to emissions. Despite widespread concern and frustration, most of these individuals do not use adequate protective devices: traditional masks are uncomfortable and annoying, while less invasive alternatives are not considered reliable because they do not fully cover the respiratory tract. The research to supports this thesis consists of an initial desk research phase to frame the problem and existing solutions. This is followed by an apporfunded urtent research phase, in which the relationship that people in the target audience experience with defense devices is investigated, with the aim of understanding explicit and latent needs; in parallel, research was conducted on the technologies required for the design, which is articulated in the design of the device and the supporting application. Hop differs from existing solutions in that it is a smart, connected device that can display environmental data and allow the user to adapt to surrounding conditions to effectively defend against air pollution. This offers dynamic interaction and flexible use. Hop thus combines several technologies to defend the user from pollution and is accompanied by a mobile application that extends the user experience when it comes to understanding urban air pollution, but is not necessary for basic device use, unlike existing solutions. The device constantly monitors surrounding air quality through connections with local monitoring infrastructure, the phone’s GPS, and a built-in environmental sensor. When pollutant levels exceed a predetermined threshold, Hop alerts the user via haptic feedback. Interaction with Hop occurs in two modes: when the two shells of the device are closed, it functions as a pin that purifies the air thanks to an active photocatalytic coating and contains a specially designed facemask; when the two parts are separated and mounted on the facemask, you get an “advanced mask” that not only protects, but also continues to monitor pollution levels thanks to the sensor technology in the first shell. In this second stage, protection is higher thanks to the HEPA filter placed in the second shell.

Questa tesi illustra il processo che ha portato allo sviluppo di Hop, un wearable trasformabile per difendersi dall’inquinamento atmosferico, pensato per chi viaggia all’interno di città inquinate. Il progetto mira a cambiare la prospettiva di interazione utente-oggetto relativa a questa categoria di prodotti, rendendoli più significativi e quindi utilizzabili per gli utenti. L’output principale della tesi è la progettazione del device dal punto di vista di disegno industriale e della user experience. A causa della crescente urbanizzazione e dei fenomeni naturali sempre più irregoalari, le persone che vivono nelle città medio-grandi sono esposte a livelli estremamente pericolosi di inquinamento atmosferico, soprattutto coloro che utilizzano mezzi di trasporto sostenibili in quanto esposti più direttamente alle emissioni. Nonostante la preoccupazione diffusa e la frustrazione, la maggior parte di questi individui non utilizza dispositivi di protezione adeguati: le maschere tradizionali sono scomode e fastidiose, mentre le alternative meno invasive non sono considerate affidabili in quanto non coprono completamente le vie respiratorie. La ricerca a supporto di questa tesi consiste in una prima fase di desk research per inquadrare il problema e le soluzioni esistenti. Segue un’apporfondita fase di ricerca urtente, in cui si indaga il rapporto che le persone del target vivono con i dispositivi di difesa, con l’obiettivo di comprendere bisogni espliciti e latenti; in parallelo è stata svolta una ricerca sulle tecnologie necessarie alla progettazione, che si articola nel design del device e dell’applicazione a supporto. Hop si distingue dalle soluzioni esistenti in quanto è un dispositivo intelligente e connesso, capace di visualizzare i dati ambientali e permettere all’utente di adattarsi alle condizioni circostanti per difendersi in modo efficace dall’inquinamento atmosferico. Questo offre un’interazione dinamica e un utilizzo flessibile. Hop combina quindi diverse tecnologie per difendere l’utente dall’inquinamento e viene accompagnato da un’applicazione mobile che estende l’esperienza utente quando si tratta di comprendere il fenomeno dell’inquinamento atmosferico urbano, ma che non è necessaria per l’utilizzo base del dispositivo, al contrario delle soluzioni esistenti. Il dispositivo monitora costantemente la qualità dell’aria circostante tramite connessioni con le infrastrutture di monitoraggio locali, il GPS del telefono e un sensore ambientale integrato. Quando i livelli di inquinanti superano una soglia prestabilita, Hop avvisa l’utente tramite feedback aptico. L’interazione con Hop avviene in due modalità: quando le due scocche del dispositivo sono chiuse, esso funziona come una spilla che purifica l’aria grazie a un rivestimento fotocatalitico attivo e contiene una mascherina appositamente progettata; quando le due parti sono separate e montate sulla mascherina, si ottiene una “maschera avanzata” che non solo protegge, ma continua a monitorare i livelli di inquinamento grazie alla sensoristica presente nella prima scocca. In questo secondo stadio, la protezione è più elevata grazie al filtro HEPA collocato nella seconda scocca.