設計類學術論文(2)
設計類學術論文
副標題#設計類學術論文篇二
試談工業(yè)設計中的仿生設計
【摘要】 以科學家對仿生學的研究成果為基礎，工業(yè)設計師們通過結合不同的產品概念進行仿生設計，使得產品具有真實的美感、自然生命的意義以及人性化的特征。充分體現(xiàn)了人類與自然，科學與設計等技術多元化融合的創(chuàng)新設計。闡述了仿生設計中的“形態(tài)”仿生、“結構與材料”仿生、“功能”仿生以及“界面”仿生等多種仿生技術在工業(yè)設計中應用。
【關鍵詞】 仿生設計;工業(yè)設計;生物進化;人性化
仿生設計是工業(yè)設計中最有活力，最具創(chuàng)新的設計方法，它在工業(yè)設計中蘊藏著豐富的實踐經(jīng)驗以及深厚的歷史積淀。仿生設計是設計回歸自然，追求人性化的一種具體可行的辦法，逐漸成為工業(yè)設計中新的亮點。
一、仿生設計的概況
人類出現(xiàn)以前，地球上已經(jīng)出現(xiàn)了各種生物，而且在自然界已經(jīng)存活了上億萬年，在長期的進化中，獲得了與大自然相適應的各種生活能力，生理的功能與結構也達到了高度的統(tǒng)一。形形色色的自然界，總讓人神往，使人浮想聯(lián)翩，小鳥在天上飛，魚兒在水中游，吸引著人們不斷的想象、探索、模仿。仿生學是以研究生物系統(tǒng)的性質和結構，為工程技術提供新的工作原理及新的思想觀念。嚴格的講，仿生學其實是生物學中應用生物學的一個分支，仿生設計也可以說是仿生學的一種發(fā)展和延續(xù)，很多仿生學的研究成果都是通過工業(yè)設計的加工創(chuàng)造從而進入人們的生活。仿生設計在工業(yè)上主要是運用科學與工業(yè)設計的藝術相結合的方法、思維，以人性化的角度出發(fā)，不僅在物質上，而是在精神上追求自然與人類、傳統(tǒng)與現(xiàn)代、藝術與科技等多元素的創(chuàng)新和融合。仿生設計有利于尋求人類共同的生存方式、社會活動與大自然之間的默契，使人與自然達到真正的和諧。
二、仿生設計中的形態(tài)仿生
大自然中天然形成的優(yōu)良設計對于設計師來說，是取之不盡用之不竭的資料庫。運用效仿自然形態(tài)的手法來設計產品，是設計師們在學習大自然的過程中逐漸形成的設計習慣。當今社會，人們對于生活用品、工業(yè)用品的要求已不僅僅在于功能，更多的是追求淳樸、清新的風格?，F(xiàn)代文明的發(fā)展嚴重影響了生態(tài)平衡，迫使人們不斷的反思、努力追求更新的出路，并且深刻地意識到生態(tài)環(huán)境對于人類的深刻的意義。因此，發(fā)現(xiàn)與探索人類本真的面貌以及追求和諧生活的原始形態(tài)已經(jīng)逐漸成為社會生活發(fā)展的方向，仿生設計逐漸被人們所關注和重視，它似乎為人們打開了通往和諧的門庭?，F(xiàn)代的形態(tài)仿生設計產品建立了人、自然、機器和諧對話的平臺，使人類進入原生態(tài)中不斷挖掘新的設計作品和新的形象。產品的形態(tài)仿生設計主要在于將生物界中各類形體內外的本質屬性精確概括的提煉出來，屬于一種高層次的心理加工和思維創(chuàng)造活動。
例如，世界著名的設計大師Luigi Colani設計了世界上第一輛單體結構的跑車——BMW700，同時他也被譽為仿生設計的創(chuàng)始人。在這之后，他又帶來了“甲蟲”手機充電器。據(jù)介紹，用戶只要將手機塞入“甲蟲”張開的“前肢”中，“Any Fix”便會對手機進行自動檢測，確定其所需電量，同時對手機進行充電。據(jù)調查，這種充電器已經(jīng)與歐洲市場上80%的手機實現(xiàn)了兼容。甲殼蟲以一種可愛、憨厚、親切、老實的自然形態(tài)，給人以親近的感覺。它的線條簡潔舒展且流暢唯美，將這種利落的生物形象和感覺進行加工、提煉以后并應用于產品的開發(fā)與設計當中，往往容易被消費者所熟知并接受，從而增強消費者的參與，喚起高漲的體驗情緒，有效增強設計的魅力。仿螢火蟲形態(tài)的鑰匙以及燈具設計，大多被人們所接受，其形態(tài)簡練、符合審美、具有趣味性，較適宜小工業(yè)鏟平。仿蘑菇形態(tài)的產品主要應用于植物形態(tài)的仿生案例，根據(jù)蘑菇的形態(tài)進行整合，設計形態(tài)簡練、大方，功能齊備，色彩搭配合理，充滿意蘊和意境的設計，帶給人們快樂和感恩。
三、仿生設計中仿結構和材料的設計
隨著科學技術的發(fā)展，社會人文方面的進步，仿生物的結構和材料已經(jīng)成為工業(yè)設計中新的原理、新的方法和新的途徑，在工業(yè)設計中逐漸占有重要的地位。只有對自然界中優(yōu)秀結構進行不斷地觀察、探索與分析，才有可能探索出更為合理的結構。自然界存在著的生物都經(jīng)歷了億萬年的進化和演變，每一種生物本身都具有巧妙、實用、合理、完整的形態(tài)以及獨特的結構。結構仿生主要研究生物和自然界之間存在的內部的結構原理如何運用到實際的設計中的問題。利用不同產品的概念以及設計的目的進行創(chuàng)新，使人工的產品更具自然生命的特征和美感。例如蜂巢，經(jīng)過近代數(shù)學家的精確計算得知這種類似蜂巢的結構是最節(jié)省材料的結構，并且容量大、堅固性強。蜂巢由很多排列整齊的六棱柱形的小蜂房組成，每一個小蜂房的底部都有三個大小形同的菱形組成。人們采用各種材料來模仿和制造蜂巢式的夾層結構板，重量輕、強度大、不易傳導熱和聲，是制造宇宙飛船、航天飛機、人造衛(wèi)星等的最佳材料。此外，根據(jù)結構的特征，設計師還將移動的信號網(wǎng)絡所覆蓋的模式設計為“蜂巢狀”，以驗證此種結構下的覆蓋信號最佳、所用材料最節(jié)省。
四、仿生設計中的功能設計
實際上，動物的某些功能遠遠超越了人類在此方面的研究成果。各種各樣的動植物可以在極其惡劣、極其復雜的自然環(huán)境中生存和運動，主要是因為其形體和運動器官可以與惡劣的環(huán)境進行斗爭。動植物經(jīng)過幾百萬年的進化，不僅能夠適應大自然，而且其進化的程度幾近完美，令人類驚嘆。當今社會，學習并利用動植物的奇妙功能，已經(jīng)成為工業(yè)設計中技術革新的新方向。工業(yè)設計師利用科學家對于仿生發(fā)明的實現(xiàn)以及工程師對于解決新技術的難題提供了很大的幫助，不僅可以解決人與物之間的關系，而且可以搭建人機對話的平臺。結合人類的不斷需求轉化為新產品的設計，以滿足人們不斷的生理、心理上的需求。例如科學家們利用蒼蠅的嗅覺，仿制了十分成功而且奇特的小型氣體分析儀。這種儀器被安裝在宇宙飛船的座艙里，主要用于檢測艙內的氣體成分;根據(jù)蛙眼的原理，科學家們發(fā)明了雷達系統(tǒng)，能夠準確的識別目標;根據(jù)鱷魚嘴的形態(tài)，不難看出鉗子的造型來源;根據(jù)鶴的體態(tài)特征設計出挖土機的懸臂。
五、仿生設計中的界面設計
以上介紹了工業(yè)設計中的形態(tài)仿生、結構與材料仿生、功能仿生等技術。事實上，現(xiàn)代工業(yè)產品設計中，單純地從某一方面來進行仿生是很罕見的，更多的是從大自然的生存哲學與和諧共生的角度出發(fā)，運用形態(tài)、結構與材料、功能等多個方面進行綜合仿生設計。例如綠色仿生設計、可持續(xù)仿生設計等等。此種仿生設計不僅以自然界的個體為表現(xiàn)形式，而且借鑒自然界的整體生存理念進行仿生設計，將界面設計的情感設計與功能設計相吻合，這就是所謂的界面仿生。仿生藝術不僅僅具有一種單純的形式美和懷舊美，而是具有深刻的理論依據(jù)和技術背景。例如科拉尼采用卵形設計茶具的主要形態(tài)。原因如下：其一，卵是母體內孕育出來的生命形態(tài)，具有和諧的生命象征，擁有獨特的、光滑的外表以及適應能力。其二，實驗表明，卵形受熱最均勻，可以將熱量以最快的速度均勻的傳遞給形態(tài)中其他各個部分。再例如設計飛機時，科拉尼借鑒了鯊魚嘴的形態(tài)，原因很科學。
仿生設計是人類創(chuàng)新設計中永遠不老的話題。工業(yè)設計應充分發(fā)揮仿生學的優(yōu)勢和先進的理念，結合工業(yè)設計和仿生學的特點來拓寬產品的設計方法和途徑，要緊緊把握仿生設計系統(tǒng)中整體內在特征的關鍵因素。工業(yè)設計過程中應結合仿生學的設計特征原理及研究成果，與工業(yè)設計工程師一起，準確認識并掌握市場的需求，提出對于某種產品的創(chuàng)新概念和構想，踏踏實實的從基礎做起，運用嫻熟的藝術手法和科學技術創(chuàng)造出更具價值的產品。
參考文獻
[1]張輝.淺談工業(yè)設計中的仿生設計[J].藝術與設計.2008(4)
[2]周伯軍.工業(yè)設計中的仿生設計與應用[J].包裝工程.2008(1)
[3]韓亞靜，馮豫韜.工業(yè)產品形態(tài)仿生設計初探[J].科教導刊.2010(6)
[4]馬瑞萍，許佳.工業(yè)設計中的仿生設計[J].設計論壇.2006(9)
[5]陳為.工業(yè)設計中仿生設計的應用[J].機械研究與應用.2003(4)
看了“設計類學術論文”的人還看：