仿生視角下入耳式分體運動耳機造型設計

郭亭 徐雨夏 孫虎

關鍵詞：仿生設計;入耳式;運動耳機;造型設計

仿生作為設計中的一種常用的方法，廣泛應用于設計領域。自然界中的動物和植物具有自然有機的造型和經歷過千百年的生存選擇進化而來的生物特性，在適應性、造型和材質方面能為造型設計提供靈感與參考，利用生物類比的方法可以有效地激發設計靈感 [1-4]。本文主要在仿生視角下探討入耳式分體運動耳機的造型設計。

1 入耳式分體運動耳機概述

入耳式分體運動耳機是運動耳機的一個特殊的種類，依據佩戴方式，運動耳機主要有頭戴式、掛耳式和入耳式三類，根據耳機是否為一個整體，分為一體式耳機和分體式耳機兩類。相比于有線連接的一體式運動耳機，使用藍牙無線連接的入耳式分體運動耳機具有體積小、重量輕、易攜帶的優勢，更受運動型耳機的市場青睞。

作為一個專為運動而開發的耳機產品系列，入耳式分體運動耳機在滿足其作為耳機基本功能的基礎上，針對佩戴者劇烈運動并大量出汗導致耳機容易出現晃動甚至滑落的問題，更加強調耳機的佩戴舒適度和佩戴時的穩定性，因此需要兼顧運動環境下的用戶體驗與人機工程學因素。另外，還應在用戶容易識別的基礎上傳達某種特定的產品語義，提高產品的市場競爭力。

入耳式分體運動耳機主要有發聲模塊、佩戴模塊兩大功能模塊。發聲模塊一般由動圈和動鐵兩種發聲單元組成，是耳機主要功能的承擔者。佩戴模塊則包括了為耳機發聲單元提供支撐和保護以及實現耳機佩戴時保持穩定、不脫落的功能結構。為適應特殊的使用環境和用戶需求，入耳式分體運動耳機的佩戴模塊由耳殼單元、耳套單元和耳撐單元三個部分組成：（1） 耳殼是耳機的外殼，是耳機發聲、續航、控制等功能部件的主要承載和保護單元，在材質的選擇上，需要滿足一定的強度和質量要求;（2） 耳套單元作為與人體外耳道緊密接觸的部分在造型上應符合人體外耳道的形狀，在材料的選擇上應考慮與人體皮膚接觸時的舒適性、抗汗液腐蝕能力等;（3） 耳撐單元作為耳機佩戴時起固定作用的重要結構，既要保證與用戶接觸時的舒適程度也要保證在運動環境下作為支撐和固定部件的穩固性，在材料的選擇上，應在保證承重和固定功能的前提下盡量使用親膚的材質以提高佩戴時的舒適性（如圖1）。

2 仿生視角下入耳式分體運動耳機造型設計實例分析

2.1 BOSE Sound Sport Free耳機

在眾多的保證耳機與外耳穩定貼合的方案中，利用對耳輪與耳輪腳結構形成的腔體為耳撐提供支點的解決方案廣泛為設計師所用。此種解決方案穩定性高，佩戴方便，但耳撐需適應相應外耳結構的造型，且材質需具有良好的親膚性。利用仿生設計的方法，從自然界的動植物中提取適合的造型和材質元素，力求達到材質和造型對外耳結構的完美貼合是設計師面臨的主要問題。

BOSE公司的“Sound Sport Free”耳機就是鯊魚鰭仿生的經典案例。“BOSE Sound Sport Free”入耳式分體運動耳機是BOSE 運動耳機“Sound Sport”系列產品組下的第一款入耳式分體運動耳機。其出音孔經過精心的設計，能夠均勻地貼合耳朵內側。從鯊魚鰭仿生中獲得靈感而設計的耳撐結構則作為家族產品組遺傳基因得到了很好地繼承，使得產品極具品牌辨識度，鯊魚鰭耳撐結構能夠自然貼合耳朵上脊的形狀，在運動過程中保證出色舒適度的同時不會掉落，如圖2，“BOSE Sound Sport Free”入耳式分體運動耳機的發聲模塊、控制模塊、電池組以及按鍵都被造型圓潤的外殼所包裹，在提升造型整體性的同時給人以自然的親和力。

2.2 海威特G1耳機

海威特G1耳機就是對蝸牛仿生很好地運用案例。海威特G1入耳式運動耳機的整體造型靈感來源于對蝸牛的整體輪廓提煉、抽象。耳機整體形態模擬蝸牛身體的造型，在經過貼合人體耳甲曲線的優化后得到貼合人體耳甲腔的有機造型，從而保證與人體耳部相關結構的貼合，提升佩戴舒適感，增加佩戴的穩定性。發聲單元、控制模組和電池組則被安置在模仿蝸牛殼外形設計的支撐結構中。在實現基本造型功能的前提下又將蝸牛柔和、穩定、平衡等語義融入耳機的造型形態中，整體圓潤流暢。

2.3 魔浪O5

魔浪O5耳機的造型靈感來源于流動的水滴的輪廓曲線，如圖3。將發聲單元、控制單元與電池單元放置于模擬水滴下部較大區域腔體的結構里，順勢依據水滴外形曲線延伸出耳撐部分，使耳機整體造型流暢，且功能分布與整體造型關系緊密，仿生語義識別清晰。耳機整體造型緊密貼合耳甲腔提供足夠的摩擦力，防止脫落的同時保證運動過程中使用的舒適性。水滴的有機形態給人柔軟的感覺，在用戶準確識別出仿生對象的基礎上能夠提供安全、品質等感覺，幫助耳機在市場上確立自己的品牌文化。

3 仿生視角下入耳式分體運動耳機造型設計思路

3.1 建立人體部位構造與仿生形態的關聯

運動耳機作為與人體密切接觸的產品，其造型設計應該符合人體相關部位的構造。人體外耳構造均為有機形態，也就決定了與其舒適緊密貼合的產品形態也必須為有機形態。自然界中的生物有機形態往往是生物多年進化而來的，在適應性方面有著與生俱來的優勢，只要稍加優化就能很好地適應人體部位構造的需求。

人體外耳多為軟骨組織，耳輪、耳屏、耳甲等結構都是曲線結構，耳甲腔的造型更是因人而異，這就需要耳機造型極具適應性和普適性，在滿足對其功能單元承載的基礎上盡可能地貼合人體外耳曲線。自然界中那些能夠提供高曲率匹配度和造型適合度的生物造型和質感就可以很好地匹配這種需求。建立起人體部位構造與仿生形態的關聯，從結構、曲線、功能材質等方面綜合考慮，創造性地利用仿生解決造型問題。

3.2 保持用戶對產品仿生語言的識別

入耳式運動耳機在仿生的過程中除了注重對仿生元素的抽象以及所需要素的提取外還應該注重用戶對仿生語言的識別。人改造自然世界為人類社會，自然界中的動物植物等仿生對象除了具有一定的功能作用外還對人的心理有一定地影響。蝸牛的平衡與穩定、鯊魚的力量與靈活都潛移默化地存在于人的認知中，這種認知不僅僅體現在人們見到仿生對象的時候，一切能夠使用戶聯想到仿生對象的結構、線條、材質都會激發用戶的認知。運動耳機的用戶對產品仿生語言的準確識別不只是能夠讓用戶明白是什么，還能激發用戶潛意識中的認知，從而產生情感的共鳴。

3.3 材料對仿生形態及功能的支撐

仿生不僅僅在于形態的仿生，材質和肌理的仿生往往能起到錦上添花的作用。這不僅需要設計師良好的洞察和應用能力，還需要材料的支持。對于入耳式運動耳機而言，出音孔作為與人體外耳道長時間密切接觸的部分，其材料將直接決定佩戴的舒適程度。出音孔既需要保證對耳機單元的保護，又要提高佩戴時的舒適度，并具有穩定的化學性質，對于生物高適應性的仿生也要對材料發生可塑性形變的條件產生了一定要求。硅膠材質家族及其衍生的新材料就為滿足這些要求提供了可能。對于安放發聲單元、電池和中控組件的外殼而言，設計師一般從自然界中具有一定保護作用的生物結構中探索靈感。運用到耳機設計中，既要保證外殼和支撐結構的強度，又要盡量減小自身重量提升佩戴舒適感。ABS 塑料及發達的CMF 工藝為此種仿生提供了基礎與支撐。

4 結語

仿生在入耳式運動耳機造型設計方面有著巨大作用，能為產品造型提供靈感來源，為產品特定結構提供功能基礎，準確地仿生識別還能激起用戶的情感共鳴。在仿生時，應當注意品牌基因的融合和產品族基本特征的應用，從而提高產品識別度;還應該注意人體相關構造與仿生的結合，讓產品親切自然。材料對仿生的支持能讓材質、肌理等仿生成為可能，從而讓仿生更加多樣，讓產品更加豐富。