仿生视角下入耳式分体运动耳机造型设计

郭亭 徐雨夏 孙虎

关键词：仿生设计;入耳式;运动耳机;造型设计

仿生作为设计中的一种常用的方法，广泛应用于设计领域。自然界中的动物和植物具有自然有机的造型和经历过千百年的生存选择进化而來的生物特性，在适应性、造型和材质方面能为造型设计提供灵感与参考，利用生物类比的方法可以有效地激发设计灵感 [1-4]。本文主要在仿生视角下探讨入耳式分体运动耳机的造型设计。

1 入耳式分体运动耳机概述

入耳式分体运动耳机是运动耳机的一个特殊的种类，依据佩戴方式，运动耳机主要有头戴式、挂耳式和入耳式三类，根据耳机是否为一个整体，分为一体式耳机和分体式耳机两类。相比于有线连接的一体式运动耳机，使用蓝牙无线连接的入耳式分体运动耳机具有体积小、重量轻、易携带的优势，更受运动型耳机的市场青睐。

作为一个专为运动而开发的耳机产品系列，入耳式分体运动耳机在满足其作为耳机基本功能的基础上，针对佩戴者剧烈运动并大量出汗导致耳机容易出现晃动甚至滑落的问题，更加强调耳机的佩戴舒适度和佩戴时的稳定性，因此需要兼顾运动环境下的用户体验与人机工程学因素。另外，还应在用户容易识别的基础上传达某种特定的产品语义，提高产品的市场竞争力。

入耳式分体运动耳机主要有发声模块、佩戴模块两大功能模块。发声模块一般由动圈和动铁两种发声单元组成，是耳机主要功能的承担者。佩戴模块则包括了为耳机发声单元提供支撑和保护以及实现耳机佩戴时保持稳定、不脱落的功能结构。为适应特殊的使用环境和用户需求，入耳式分体运动耳机的佩戴模块由耳壳单元、耳套单元和耳撑单元三个部分组成：（1） 耳壳是耳机的外壳，是耳机发声、续航、控制等功能部件的主要承载和保护单元，在材质的选择上，需要满足一定的强度和质量要求;（2） 耳套单元作为与人体外耳道紧密接触的部分在造型上应符合人体外耳道的形状，在材料的选择上应考虑与人体皮肤接触时的舒适性、抗汗液腐蚀能力等;（3） 耳撑单元作为耳机佩戴时起固定作用的重要结构，既要保证与用户接触时的舒适程度也要保证在运动环境下作为支撑和固定部件的稳固性，在材料的选择上，应在保证承重和固定功能的前提下尽量使用亲肤的材质以提高佩戴时的舒适性（如图1）。

2 仿生视角下入耳式分体运动耳机造型设计实例分析

2.1 BOSE Sound Sport Free耳机

在众多的保证耳机与外耳稳定贴合的方案中，利用对耳轮与耳轮脚结构形成的腔体为耳撑提供支点的解决方案广泛为设计师所用。此种解决方案稳定性高，佩戴方便，但耳撑需适应相应外耳结构的造型，且材质需具有良好的亲肤性。利用仿生设计的方法，从自然界的动植物中提取适合的造型和材质元素，力求达到材质和造型对外耳结构的完美贴合是设计师面临的主要问题。

BOSE公司的“Sound Sport Free”耳机就是鲨鱼鳍仿生的经典案例。“BOSE Sound Sport Free”入耳式分体运动耳机是BOSE 运动耳机“Sound Sport”系列产品组下的第一款入耳式分体运动耳机。其出音孔经过精心的设计，能够均匀地贴合耳朵内侧。从鲨鱼鳍仿生中获得灵感而设计的耳撑结构则作为家族产品组遗传基因得到了很好地继承，使得产品极具品牌辨识度，鲨鱼鳍耳撑结构能够自然贴合耳朵上脊的形状，在运动过程中保证出色舒适度的同时不会掉落，如图2，“BOSE Sound Sport Free”入耳式分体运动耳机的发声模块、控制模块、电池组以及按键都被造型圆润的外壳所包裹，在提升造型整体性的同时给人以自然的亲和力。

2.2 海威特G1耳机

海威特G1耳机就是对蜗牛仿生很好地运用案例。海威特G1入耳式运动耳机的整体造型灵感来源于对蜗牛的整体轮廓提炼、抽象。耳机整体形态模拟蜗牛身体的造型，在经过贴合人体耳甲曲线的优化后得到贴合人体耳甲腔的有机造型，从而保证与人体耳部相关结构的贴合，提升佩戴舒适感，增加佩戴的稳定性。发声单元、控制模组和电池组则被安置在模仿蜗牛壳外形设计的支撑结构中。在实现基本造型功能的前提下又将蜗牛柔和、稳定、平衡等语义融入耳机的造型形态中，整体圆润流畅。

2.3 魔浪O5

魔浪O5耳机的造型灵感来源于流动的水滴的轮廓曲线，如图3。将发声单元、控制单元与电池单元放置于模拟水滴下部较大区域腔体的结构里，顺势依据水滴外形曲线延伸出耳撑部分，使耳机整体造型流畅，且功能分布与整体造型关系紧密，仿生语义识别清晰。耳机整体造型紧密贴合耳甲腔提供足够的摩擦力，防止脱落的同时保证运动过程中使用的舒适性。水滴的有机形态给人柔软的感觉，在用户准确识别出仿生对象的基础上能够提供安全、品质等感觉，帮助耳机在市场上确立自己的品牌文化。

3 仿生视角下入耳式分体运动耳机造型设计思路

3.1 建立人体部位构造与仿生形态的关联

运动耳机作为与人体密切接触的产品，其造型设计应该符合人体相关部位的构造。人体外耳构造均为有机形态，也就决定了与其舒适紧密贴合的产品形态也必须为有机形态。自然界中的生物有机形态往往是生物多年进化而来的，在适应性方面有着与生俱来的优势，只要稍加优化就能很好地适应人体部位构造的需求。

人体外耳多为软骨组织，耳轮、耳屏、耳甲等结构都是曲线结构，耳甲腔的造型更是因人而异，这就需要耳机造型极具适应性和普适性，在满足对其功能单元承载的基础上尽可能地贴合人体外耳曲线。自然界中那些能够提供高曲率匹配度和造型适合度的生物造型和质感就可以很好地匹配这种需求。建立起人体部位构造与仿生形态的关联，从结构、曲线、功能材质等方面综合考虑，创造性地利用仿生解决造型问题。

3.2 保持用户对产品仿生语言的识别

入耳式运动耳机在仿生的过程中除了注重对仿生元素的抽象以及所需要素的提取外还应该注重用户对仿生语言的识别。人改造自然世界为人类社会，自然界中的动物植物等仿生对象除了具有一定的功能作用外还对人的心理有一定地影响。蜗牛的平衡与稳定、鲨鱼的力量与灵活都潜移默化地存在于人的认知中，这种认知不仅仅体现在人们见到仿生对象的时候，一切能够使用户联想到仿生对象的结构、线条、材质都会激发用户的认知。运动耳机的用户对产品仿生语言的准确识别不只是能够让用户明白是什么，还能激发用户潜意识中的认知，从而产生情感的共鸣。

3.3 材料对仿生形态及功能的支撑

仿生不仅仅在于形态的仿生，材质和肌理的仿生往往能起到锦上添花的作用。这不仅需要设计师良好的洞察和应用能力，还需要材料的支持。对于入耳式运动耳机而言，出音孔作为与人体外耳道长时间密切接触的部分，其材料将直接决定佩戴的舒适程度。出音孔既需要保证对耳机单元的保护，又要提高佩戴时的舒适度，并具有稳定的化学性质，对于生物高适应性的仿生也要对材料发生可塑性形变的条件产生了一定要求。硅胶材质家族及其衍生的新材料就为满足这些要求提供了可能。对于安放发声单元、电池和中控组件的外壳而言，设计师一般从自然界中具有一定保护作用的生物结构中探索灵感。运用到耳机设计中，既要保证外壳和支撑结构的强度，又要尽量减小自身重量提升佩戴舒适感。ABS 塑料及发达的CMF 工艺为此种仿生提供了基础与支撑。

4 结语

仿生在入耳式运动耳机造型设计方面有着巨大作用，能为产品造型提供灵感来源，为产品特定结构提供功能基础，准确地仿生识别还能激起用户的情感共鸣。在仿生时，应当注意品牌基因的融合和产品族基本特征的应用，从而提高产品识别度;还应该注意人体相关构造与仿生的结合，让产品亲切自然。材料对仿生的支持能让材质、肌理等仿生成为可能，从而让仿生更加多样，让产品更加丰富。