基于感性工學的便攜式咖啡機設計研究

在消費升級背景下，產品功能已非市場競爭的核心壁壘，用戶情感體驗成為情感化與個性化需求日益凸顯的市場趨勢下的差異化關鍵。用戶決策機制呈現出從功能性依賴向情感價值認同的顯著轉向，具有正向情感投射的產品設計相較傳統功能導向型產品，可有效提升的消費者購買意愿，這一現象驗證了情感化設計在當代產品戰略中的關鍵地位。在便攜式咖啡機領域，既往研究多集中于機械效能優化與能耗控制等技術參數改進，缺乏對用戶感性需求的系統挖掘。但隨著制造技術的代際突破，產品競爭維度已延伸至人機交互的情感共振層面。本研究引入感性工學理論，該方法通過量化用戶對產品形態、材質、色彩的感性需求，經過分析產品設計要素與用戶感性意象之間的關聯從而構建情感化設計指標體系，突破傳統經驗設計模式的局限性，為產品優化創新設計提供理論依據和實踐指導[1。

一、理論基礎與研究方法

（一）感性工學

感性工學（KanseiEngineering）是由長町三生教授于1990年提出的一門產品創新開發技術，其核心是通過統計學方法，以市場調查和用戶導向為主，將用戶主觀感受轉化為可量化的設計要素（Nagamachi，1995），建立起這兩者之間的映射關系[2。這種將主觀情感數據參數化的處理機制，使設計師能夠精準識別不同設計要素與用戶感性意象的關聯強度，從而有效預測市場對產品設計的接受閾值。目前，感性工學已基本應用于所有的復雜工業領域，其學術價值體現在跨學科融合特征，表現為可以整合認知心理學揭示用戶感知機制，可以運用人機工程學優化產品交互邏輯，可以借助產品語義學構建視覺傳達系統等等。這種多維度的知識耦合不僅實現了用戶潛在需求的深度挖掘，更重要的是建立了從情感認知到工程參數的系統轉換，為產品創新優化提供了可驗證、可復用的方法論體系。

（二）語義差異法

語義差異法是由美國心理學家奧斯古德于1942年提出的一種用于研究受測者對形容詞意象感覺的實驗方法[3]。語義差異法首先尋找用來描述研究對象的相關形容詞，然后構建反義形容詞對，接著設計5階、7階奇數梯度的李克特量表，受測者通過量表兩端的形容詞進行評分，用以度量不同程度的感性心理變化。這種辦法不僅解決了主觀感性評價中普遍存在的語義模糊性問題，更重要的是可以幫助設計師去了解產品不同的設計要素帶給消費者的感性意象，消解了設計師與消費者間的交流鴻溝。

二、便攜式咖啡機市場調研

（一）便攜式咖啡機市場現狀

當今，咖啡文化在全球范圍內越來越流行，特別是在中國，咖啡店數量激增，像瑞幸、Manner這些品牌發展很快，這種消費勢能帶動了便攜咖啡機的需求[4。年輕群體和“精致露營”風潮是主力驅動因素，在微觀層面，Z世代消費者日均移動距離較父輩增加，催生即時性咖啡需求；在宏觀層面，戶外休閑產業規?？焖僭鲩L，其中精致露營參與者人均裝備消費較高，形成特定場景下的設備升級需求。

當前市場上有眾多類型眾多品牌的便攜式咖啡機，實現了消費者不用掌握專業的咖啡制作技能只需要按照說明書操作就可迅速完成一杯咖啡的制作。不僅在操作使用上體現了簡易便攜性，更形成了跨場景應用的普適優勢，無論是在居家環境、辦公場所還是戶外空間，用戶都能隨時獲得一杯品質穩定的咖啡[5]。高品質咖啡的快速制作和便捷性給消費者帶來雙重滿足，這些優勢使得便攜式咖啡機成為他們的理想選擇。

便攜式咖啡機在外觀上看主要分為頂蓋，機身和飲杯三部分，目前產品的外觀造型設計幾乎是三部分圓柱形體的粗暴堆疊，缺乏設計感，造型同質化設計嚴重；產品外觀材質較為單一，多使用塑料搭配鋁合金的材質設計，塑料材質肌理有拋光、磨砂、啞光、珠光等處理，鋁合金材質肌理有拋光、磨砂、啞光、拉絲等處理，表面處理工藝重復率較高。同材質的搭配和處理在大多數款式上呈現的效果缺少協調與美感，產品審美存在一定的局限性。這種工程思維主導的設計模式導致產品語義傳達存在明顯斷層，僅有很少一部分消費者能準確識別不同品牌的設計差異。

（二）便攜式咖啡機市場定位

便攜式咖啡機的市場定位主要聚焦于特定消費者群體，比如咖啡愛好者群體，其消費行為呈現明顯的品質導向特征；都市職業群體及商旅人士，其消費需求具有顯著的場景適配性要求；戶外運動群體，其產品使用環境具有特殊性。對于這些消費者來說，便攜式咖啡機提供了在任何地點都能享受高品質咖啡的可能性。隨著生活水平的提高，消費者的消費特征呈現出從基本的生活需求轉向了更高級別和美好的消費需求?；谏鲜龇治觯疚膶⒈銛y式咖啡機的設計定位為便攜美觀，簡約易操作，耐用輕量化。

三、基于感性工學的便攜式咖啡機研究內容

（一）便攜式咖啡機樣本庫建立

本研究采用線上各購物平臺與線下百貨市場的多源采樣法獲取實驗樣本，共獲取便攜式咖啡機樣本91款。由于本實驗是以視覺感知的方式進行，因此首先對圖像進行標準化處理，所有樣本均按照ISO12646標準進行數字化采集，確保分辨率 ?300dpi 且取景角度保持 90^° ±2^° 的一致性。針對樣本庫存在的視覺同質化問題，先通過AdobePhotoshopCC進行圖像預處理，排除分辨率低于標準值以及存在圖片要素模糊的樣本，篩除設計要素重復度較高的冗余樣本，確立具有代表性的樣本16款（如圖1）。

（二）感性詞匯庫構建

感性形容詞通常用于消費者對產品外觀各種設計要素的主觀感受表達，通過整合多渠道語料資源（產品宣傳影像、學術文獻、電商評論、社交媒體文本），采集128個描述便攜式咖啡機設計特征的感性形容詞。經語義規范化篩選，剔除重復及模糊詞項（如“新潮的”與“前沿的”合并），排除存在多義性的詞匯（如“緊湊的”可能指向尺寸或結構），刪除語境依賴度高的表述 （如“有靈魂的”），最終得到40個高區分度感性詞匯。為降低后續研究中受測者負荷，組織20名工業設計背景的專家采用李克特五級量表，對感性詞匯的合理性進行測評。再依據反義詞構建原則，形成4對感性詞匯組，分別為：簡約的－復雜的、時尚的－復古的、輕便的一笨重的、易損的一耐用的。

（三）基于語義差異法問卷的用戶感性評量

將篩選出的16個代表性產品樣本與4組感性詞匯（簡約的、時尚的、輕便的、耐用的）構建語義感性意象空間。運用語義差異法，設計李克特7階量表問卷（-3至 +3 連續值域）（如圖2）。實現感性意象的梯度量化。受試者基于視覺感知對樣本圖片進行評分，通過分析問卷評分數據可以得出受試者對現有便攜式咖啡機的產品感性意象。該方法不僅可以研究用戶感性意象和產品設計要素的關系，還可以評估當前產品的優勢和不足[。

圖3" 意象尺度圖

圖4便攜式咖啡機設計

四、基于感性工學的便攜式咖啡機設計實踐

（一）產品設計要素與用戶感性意象關聯性分析

本次問卷采用線上問卷調查法，選取Z世代消費者與咖啡機行業相關從事人員作為主要調研對象，共邀請86名受測者。調研過程中，要求受試者基于視覺感知對樣本進行評價，最終構建了感性語義評價量化數據庫，如表1所示。研究采用均值分析法處理數據，其中樣本評分值呈現顯著的正向相關性，即評分越高，表明該樣本與積極感性詞匯的關聯性越強[8]。

表1問卷數據結果

本研究采用意象尺度法進行數據測量與分析，通過量化個體對特定事物的感性意象，構建意象尺度分布圖（如圖3）。研究建立了二維坐標系：X軸以“簡約的－復雜的”為評價維度，Y軸則采用“易損的一耐用的”作為評價維度。研究樣本共計16個，通過不同形狀符號在坐標系中的空間分布，直觀呈現各樣本的感性特征定位，通過這種辦法可以將離散評分轉化為可量化的感性意象坐標。以樣本1為例，其在“簡約的－復雜的”維度得分為1.5，在“易損的－耐用的”維度得分為1.3。通過對樣本在意象尺度圖中的坐標分布進行系統分析，便攜式咖啡機設計要素在受試者感性意象中的重要順序為：第一是“輕便的”，第二是“時尚的”，第三是“簡約的”，第四是“耐用的”。

從問卷評分結果得知，在四組感性詞匯中對應得分最高的分別是樣本12、樣本7、樣本6、樣本10，結合分析這四個樣本的設計要素與感性意象的關系，可以得出便攜式咖啡機的設計要點。樣本12咖啡機整體采用灰白色為主色調，光面灰白色塑料和透明塑料材質搭配設計，線條流暢而圓潤，表面沒有多余的裝飾和復雜的起伏結構，使得整個產品看起來非常通透，輕盈。樣本7咖啡機身外觀采用了黑色為主色調，搭配流線型的機身設計樣本。咖啡機正面設計時尚感尤為突出，各部分的造型線條相呼應，材質上使用了細磨砂的黑色塑料和半透明黑色塑料搭配，給人協調舒適感。樣本6咖啡機整體的造型線條流暢，主體采用銀色鋁合金材質，與黑色的塑料材質搭配設計，配色上簡約大方。鋁合金材質通過拉絲的處理效果和塑料材質的啞面處理效果提升了高級感。樣本10咖啡機采用銀色的鋁合金作為主體材料，金屬表面采用了磨砂的處理效果，與強有力量感的造型線條結合，能夠保護產品免受劃痕和緩沖撞擊的作用，極大提高了咖啡機的耐用性。

（二）感性意象方案輸出

通過對高評分便攜式咖啡機樣本的系統分析，創新設計的便攜式咖啡機在造型設計上也延續采用了簡約而時尚的理念，其整體形狀為流線型，線型曲面設計不僅實現物理層面的便攜性，產品在靜止狀態下仍能保持視覺流動性，增強用戶與產品的感性互動。主色調選用深空灰，該色系在色彩心理學中具有專業、可靠的意象特征。輔助色采用陽極氧化銀，在咖啡機的按鍵運用了銀色系的點綴，形成視覺焦點，既保持整體沉穩基調，又賦予產品科技質感。為了耐用性和舒適性的平衡，咖啡機的外殼采用了ABS復合材料，該材料兼具輕量化與高強度的特性，擁有良好的抗沖擊和耐磨性能。在咖啡機的按鍵操作部位，采用了硅膠塑料等材質，不僅確保了使用安全性，還實現了耐用性與舒適性的最佳平衡。

表2設計驗證產品及指標優化產品感性評價結果

（三）設計方案驗證

為驗證基于感性工學的設計方案的有效性，實驗邀請了5位具有工業設計背景的設計人員圍繞著“簡約的、時尚的、輕便的、耐用的”這些設計目標，在不提供具體設計指標的情況下獨立完成便攜式咖啡機的創意設計方案。最終獲得五款自主設計方案，與基于感性工學方法設計的一款方案，共計六款產品。最后采用問卷調查法進行效果評估，將六款設計方案隨機排序，分別與上述四組的感性詞匯對進行配對，構建七階語義差異量表進行評分驗證[10]。再次邀請受測者根據個人感性意象對每款設計方案進行量化評分，以此獲取消費者對不同設計方案的感性意象數據。本次問卷共回收83份，剔除無效問卷后最終得到有效問卷72份。如表2所示，根據具體指標設計的便攜式咖啡機在所有感性評價上均顯著優于自主設計方案，顯示本研究中基于感性工學的產品設計方法具有可靠性和應用價值。

五、結論與展望

本研究創新性地將感性工學理論引入到便攜式咖啡機設計領域，運用語義差異法分析用戶對于產品的感性意象，構建了產品形態、材質肌理及色彩搭配這些設計要素指標體系。彌補了傳統依賴經驗判斷設計模式存在的客觀性與邏輯性的不足。

目前文章仍存在一些局限性，如數據采集階段，人工收集感性詞匯與產品樣本的方式存在耗時長，工作量大、數據冗余度高等問題。后續研究可運用網絡爬蟲技術從多平臺抓取用戶評論及產品樣本數據，同時可引入眼動追蹤、腦電波檢測等更直接、客觀的生理測量技術來提升研究的整體科學性和可靠性。

參考文獻：

[1]汪天雄.在線用戶評價驅動的產品形態進化設計方法研究[D]上海：華東理工大學，2021.

[2]郝素芬.現代家具造型形態元素分析[回].呼和浩特：內蒙古農業大學，2009.

[3]王鴿.基于感性工學的智能家居產品創新設計平臺研究[D]西安：西安工業大學，2024．

[4]劉元，張鈺格格.多場景適用便攜咖啡機“贏”增量[N].消費日報，2024-01-15（A03）.

[5]龍慧敏.便攜式咖啡機設計要素研究[J].家具與室內裝飾，2017 （8）： 118-119.

[6]王宇珊，王計平.基于感性工學的掛壁式直飲凈水器設計研究[J].工業設計，2023（8）：152-155：

[7]張大牛，王黎明，秦海彬．基于AHP賦權法和TOPSIS法的充電線收納產品設計評價[J].工業設計，2021（8）：157-158.

[8]孫明明.基于感性工學的智能空氣凈化器CMF設計研究[D]哈爾濱：哈爾濱理工大學，2021．

[9]譚征宇，趙江洪，孫守遷．基于意象尺度的數控機床造型風格意象認知研究[J].中國機械工程，2006（5）：519-523，528.

[10]羅峰.基于感性工學和人工神經網絡的電動牙刷感性意象造型設計研究[D].福州：福建工程學院，2023.

作者簡介：洪源彬，武漢工程大學藝術設計學院碩士研究生。研究方向：工業設計工程。

編輯：宋國棟