工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)論文

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【論文關(guān)鍵詞】仿生設(shè)計(jì)；抽象；和諧；自然形態(tài)

【論文摘要】自然界是最偉大的造型師，其豐富的有機(jī)生命形態(tài)，有助于塑造造型設(shè)計(jì)的形式語言，使設(shè)計(jì)師能從這些精妙的有機(jī)生命形態(tài)中，獲取靈感，以仿生的方式進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造和產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用，能夠強(qiáng)化產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)美，突出產(chǎn)品的個(gè)性，增加人與產(chǎn)品之間的精神互動(dòng)，使產(chǎn)品具有意象美和意蘊(yùn)美。本文主要從仿生學(xué)、仿生設(shè)計(jì)學(xué)、仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及仿生設(shè)計(jì)的未來等幾個(gè)方面來闡述仿生，倡導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)師在仿生設(shè)計(jì)學(xué)的指導(dǎo)下，創(chuàng)造人、機(jī)、自然和諧共生的生存空間。

對(duì)設(shè)計(jì)師而言，自然界豐富的自然生命形態(tài)是個(gè)取之不盡、用之不竭的設(shè)計(jì)資料庫。這些自然生命形態(tài)經(jīng)歷了幾百萬年的適者生存法則的自然進(jìn)化后，不僅完全適應(yīng)自然，而且其進(jìn)化程度也接近完美。如將其融入新型包裝，原來的幾何線條將逐漸演變?yōu)槿岷蛨A潤﹑厚重飽滿的有生命的線條，產(chǎn)品被賦予了“動(dòng)”的神態(tài)。而且，仿生設(shè)計(jì)有利于突出產(chǎn)品的個(gè)性，尤其是當(dāng)今的信息時(shí)代，人們對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求和過去不同，既注意功能的優(yōu)良特性，又追求形態(tài)的清新、淳樸，同時(shí)注重產(chǎn)品的返樸歸真和個(gè)性。

提倡仿生設(shè)計(jì)，不但能創(chuàng)造出功能完備、結(jié)構(gòu)精巧、用材合理、美妙絕倫的產(chǎn)品，同時(shí)還賦予產(chǎn)品形態(tài)以生命的象征，讓設(shè)計(jì)回歸自然，增進(jìn)人類與自然統(tǒng)一。

一、仿生學(xué)與仿生設(shè)計(jì)學(xué)

仿生是高科技的代名詞，它是指運(yùn)用尖端的科學(xué)技術(shù)，來模仿生物的各種官能感覺和思維判功能，更加有效地為人類服務(wù)。各國都在不遺余力地加大在仿生學(xué)方面的研究。[1]

仿生設(shè)計(jì)學(xué)作為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)與自然界的鍥合點(diǎn)，使人類社會(huì)與自然達(dá)到了高度的統(tǒng)一，正逐漸成為設(shè)計(jì)發(fā)展過程中新的亮點(diǎn)。自古以來，自然界就是人類各種科學(xué)技術(shù)原理及重大發(fā)明的源泉。生物界有著種類繁多的動(dòng)植物及物質(zhì)存在，它們?cè)诼L的進(jìn)化過程中，為了求得生存與發(fā)展，逐漸具備了適應(yīng)自然界變化的本領(lǐng)。人類運(yùn)用其觀察、思維和設(shè)計(jì)能力，開始了對(duì)生物的模仿，并通過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，制造出簡單的工具，增強(qiáng)了自己與自然界斗爭的本領(lǐng)和能力。

藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的仿生設(shè)計(jì)兼具自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的特點(diǎn)。首先，它是一種新的途徑和方法，具備社會(huì)科學(xué)的思辨性與形而上學(xué)的特點(diǎn)，并與美學(xué)、藝術(shù)理論等緊密聯(lián)系。此外，它又具備自然科學(xué)的邏輯性、科學(xué)性、系統(tǒng)性和實(shí)證性，與空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等研究相輔相成。最為重要的一點(diǎn)是，它具備藝術(shù)科學(xué)的屬性，是環(huán)境科學(xué)、生態(tài)科學(xué)在藝術(shù)領(lǐng)域的延伸，也為形態(tài)學(xué)、語義學(xué)、符號(hào)學(xué)的發(fā)展指出了一條新路。[2]

二、仿生在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

歸納現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的仿生，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、形態(tài)的仿生

形態(tài)從其再現(xiàn)事物的逼真程度和特征來看，可分為具象形態(tài)和抽象形態(tài)。

1）具象形態(tài)的仿生

具象形態(tài)是比較逼真的再現(xiàn)事物的形態(tài)。由于具象形態(tài)具有很好的情趣性、可愛性、親和性、自然性，人們普遍樂于接受，在玩具、工藝品、日用品應(yīng)用比較多。

2）抽象形態(tài)的仿生

抽象形態(tài)是用簡單的形體反映事物獨(dú)特的本質(zhì)特征。是一種虛幻的，不實(shí)的形。抽象形態(tài)的仿生具有形態(tài)高度的簡化性和概括性，形態(tài)豐富的聯(lián)想性和想象性，同一具象形態(tài)的抽象形態(tài)的多樣性這三個(gè)主要特征。同時(shí)在應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，具有生產(chǎn)便捷，產(chǎn)品形態(tài)多樣化，滿足不同層次的顧客等優(yōu)點(diǎn)。

2、功能的仿生

動(dòng)植物的某些方面的功能，實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類自身在此方面的科技成果。生存在自然界中的各種各樣的動(dòng)植物能在各種惡劣復(fù)雜的環(huán)境中生存與運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)器官和形體與惡劣復(fù)雜環(huán)境斗爭進(jìn)化的結(jié)果。植物和動(dòng)物在幾百萬年的自然進(jìn)化中，不僅完全適應(yīng)自然，而且其進(jìn)化程度接近完美。今天，我們生活在科學(xué)技術(shù)飛快發(fā)展的時(shí)代，學(xué)習(xí)和利用生物系統(tǒng)的優(yōu)異結(jié)構(gòu)和奇妙的功能，已經(jīng)成為技術(shù)革新和技術(shù)革命的一個(gè)新方向。[3]

例如，科學(xué)家根據(jù)蜻蜒的飛行原理研制成功了直升飛機(jī)；根據(jù)加重的翅痣蜻蜒在高速飛行時(shí)安然無恙，人們仿效其在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘，解決了因高速飛行而引起振動(dòng)的棘手問題；又如根據(jù)蛙眼原理，科學(xué)家利用電子技術(shù)制成了雷達(dá)系統(tǒng)，能準(zhǔn)確快速地識(shí)別目標(biāo)；根據(jù)螢火蟲100%的光能轉(zhuǎn)化效率原理，人類制成的冷光源，將其發(fā)光效率提高十幾倍，大大節(jié)約了能量。

盡管如此，自然界的動(dòng)植物千千萬萬，其許多高超的技能與奧秘人們尚未完全掌握，但可以相信，隨著仿生技術(shù)的發(fā)展，各種仿生發(fā)明會(huì)源源不斷地被應(yīng)用到人類的生活中來。

3、結(jié)構(gòu)和材料的仿生

隨著仿生學(xué)的深入開展，人們不但從外形、功能去模仿生物，而且從生物奇特的結(jié)構(gòu)和肌理中也得到不少啟發(fā)。人們?cè)凇胺律圃臁敝胁粌H是師法大自然，而且是學(xué)習(xí)與借鑒他們自身內(nèi)秉的組織方式與運(yùn)行模式。有的結(jié)構(gòu)精巧，用材合理，符合自然的經(jīng)濟(jì)原則；有些甚至是根據(jù)某種數(shù)理法則形成的，合乎“以最少材料”構(gòu)成“最大合理空間”的要求。例如蜂巢由一個(gè)個(gè)排列整齊的六棱柱形小蜂房組成，每個(gè)小蜂房的底部由3個(gè)相同的菱形組成，這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學(xué)家精確計(jì)算出來的菱形鈍角109°28′和銳角70°32′完全相同，是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，且容量大、極堅(jiān)固，令許多專家贊嘆不止。人們仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板，強(qiáng)度大、重量輕、不易傳導(dǎo)聲和熱，是建筑及制造航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的理想材料。

因此，工業(yè)設(shè)計(jì)師要積極地關(guān)注仿生發(fā)明中精巧的結(jié)構(gòu)和奇特的材料，并且巧妙地應(yīng)用這些結(jié)構(gòu)和材料，結(jié)合市場的需求創(chuàng)造出人們需求的產(chǎn)品，同時(shí)也要細(xì)心的觀察自然，提煉自然的精妙，提出更多的構(gòu)想，為科學(xué)家的探索提供更多的思路，從而創(chuàng)造更有價(jià)值的仿生成果，為人類創(chuàng)造更加精美更加豐富的產(chǎn)品。

4、界面仿生

要理解界面仿生設(shè)計(jì)，首先要知道界面。所謂界面，即人機(jī)界面，是人與機(jī)器進(jìn)行交互的操作方式，即用戶與機(jī)器互相傳遞信息的媒介，其中包括信息的輸入和輸出。好的人機(jī)界面美觀易懂、操作簡單且具有引導(dǎo)功能，使用戶感覺愉快、興趣增強(qiáng)，從而提高使用效率。

為了認(rèn)識(shí)和分析仿生界面設(shè)計(jì)，可將其分類為：

1）功能性界面仿生

功能性設(shè)計(jì)界面接受物的功能信息，操縱與控制物，同時(shí)也包括與生產(chǎn)的接口，即材料運(yùn)用、科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用等等。這一界面的仿生側(cè)重于功能、結(jié)構(gòu)和材料的仿生，它反映著設(shè)計(jì)與人造物的協(xié)調(diào)作用。

2）情感性界面仿生

情感性設(shè)計(jì)界面即物要傳遞感受給人，取得與人的感情共鳴。這種感受的信息傳達(dá)存在著確定性與不確定性的統(tǒng)一。情感把握在于深入目標(biāo)對(duì)象的使用者的感情，而不是個(gè)人的情感抒發(fā)。設(shè)計(jì)師“投入熱情，不投入感情”，避免個(gè)人的任何主觀臆斷與個(gè)性的自由發(fā)揮。這一界面的仿生側(cè)重于用形態(tài)、色彩、肌理等引發(fā)心理情感，體現(xiàn)大自然和諧與共生的精神哲學(xué)的仿生設(shè)計(jì)，它反映著設(shè)計(jì)與人的關(guān)系。

三、未來工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生的前景

中國未來的工業(yè)設(shè)計(jì)必須以創(chuàng)意與革新為首要條件，唯有真正好用且務(wù)實(shí)的商品才能在市場上脫穎而出，讓消費(fèi)者感到貼心且實(shí)惠的產(chǎn)品方是企業(yè)制勝的絕佳利器。今天，我們生活在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，學(xué)習(xí)和利用生物系統(tǒng)的優(yōu)異結(jié)構(gòu)和奇妙的功能，已經(jīng)成為技術(shù)革新和技術(shù)革命的一個(gè)新方向。許多事實(shí)說明，仿生設(shè)計(jì)學(xué)是發(fā)展新技術(shù)的金鑰匙。

總結(jié)

綜上所述，運(yùn)用仿生性思維進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅創(chuàng)造功能完備、結(jié)構(gòu)精巧、用材合理、美妙絕倫的產(chǎn)品，而且賦予產(chǎn)品以生命的象征，讓設(shè)計(jì)回歸自然，增進(jìn)人類與自然統(tǒng)一。因此，工業(yè)設(shè)計(jì)師要學(xué)會(huì)師法自然的仿生性設(shè)計(jì)思維，創(chuàng)造人、自然、機(jī)器和諧共生的對(duì)話平臺(tái)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]倪海曙《視覺和仿生學(xué)》[M]，知識(shí)出版社，1985。

[2]何人可《工業(yè)設(shè)計(jì)史》[M]，北京理工大學(xué)出版社，1991。

[3]王受之《世界現(xiàn)代設(shè)計(jì)史》[M]，中國青年出版社，2002。