綠色消費(fèi)產(chǎn)品仿生創(chuàng)新

［摘 要］仿生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，能夠激發(fā)設(shè)計(jì)師的靈感，提供取之不盡的創(chuàng)造源泉。但在設(shè)計(jì)界，仿生設(shè)計(jì)似乎是依賴于所謂的“靈感”和“頓悟”，因此難免會(huì)陷入“創(chuàng)意可遇不可求的困境”。同時(shí)產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)陷入“形而上之”的俗套，在解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的功能、結(jié)構(gòu)、材料、文化象征等方面存在不足。就此從產(chǎn)品仿生創(chuàng)新機(jī)理、原則及策略途徑的角度，對(duì)如何進(jìn)行產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)提出一種清晰的思路和具體的方法。

［關(guān)鍵詞］ 仿生設(shè)計(jì) 仿生創(chuàng)新 產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)

一、產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)

“仿生學(xué)”是1960年由美國(guó)斯蒂爾博士提出的從生物界發(fā)現(xiàn)原理來(lái)解決人類技術(shù)問(wèn)題的一門綜合性的交叉學(xué)科，是利用自然生物系統(tǒng)構(gòu)造和生命活動(dòng)過(guò)程作為技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，有意識(shí)地進(jìn)行復(fù)制，它使人類社會(huì)由向自然索取轉(zhuǎn)入向自然界學(xué)習(xí)和創(chuàng)造世界的新紀(jì)元。

產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)核心目標(biāo)是利用仿生學(xué)提升產(chǎn)品的綜合品質(zhì)，需要綜合考慮產(chǎn)品外部系統(tǒng)中的環(huán)境因素、人機(jī)因素、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)因素和產(chǎn)品內(nèi)部系統(tǒng)中的功能要素、結(jié)構(gòu)要素、材料要素、界面要素、造型要素、色彩要素、文化情感要素等等。在產(chǎn)品仿生設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)階段，如果沒有一個(gè)科學(xué)、系統(tǒng)的指導(dǎo)方法，設(shè)計(jì)師很容易將思維放在單一角度去思考，特別是因?yàn)檫^(guò)多地考慮造型、色彩等因素而忽略其它因素。

二、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新內(nèi)涵

產(chǎn)品仿生創(chuàng)新是指在社會(huì)及市場(chǎng)需求指引下，通過(guò)有效的觀察、研究和模擬自然界生物的各種特性，包括生物的功能結(jié)構(gòu)、材料色彩、生態(tài)外形、情感文化因素、為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供新的思路和方法，產(chǎn)生有環(huán)保價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值的新技術(shù)、新產(chǎn)品的方法論。

三、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新機(jī)理

相似類比產(chǎn)品仿生創(chuàng)新機(jī)理，指人們?cè)谶M(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新時(shí)，將產(chǎn)品與相關(guān)生物進(jìn)行類比，利用已有產(chǎn)品特征與生物功能的相似性，可得到新的產(chǎn)品創(chuàng)新思路或方案。人類大部分創(chuàng)新產(chǎn)生于相似類比，它是產(chǎn)品仿生創(chuàng)新的重要機(jī)理。比如從鳥的飛翔到飛機(jī)、飛艇和飛船設(shè)計(jì)，從人的行為到機(jī)器人設(shè)計(jì)等。

同理轉(zhuǎn)換仿生創(chuàng)新機(jī)理，指將生物功能特征經(jīng)過(guò)同理轉(zhuǎn)換后，移植于創(chuàng)新體而得到新的創(chuàng)新。如在研制輪船、導(dǎo)彈等動(dòng)力裝置時(shí)，將海中極具流線結(jié)構(gòu)的魚類外形同理轉(zhuǎn)換到產(chǎn)品設(shè)計(jì)，即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿生創(chuàng)新。

四、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新原則

優(yōu)先選擇原則，在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)首先確立向自然界生物學(xué)習(xí)的優(yōu)先原則。因?yàn)樯镌谶M(jìn)化過(guò)程中采用了最為經(jīng)濟(jì)合理的模式，形成了最為完美的結(jié)構(gòu)與性能，能夠提供幾乎全部人類需要的創(chuàng)新啟示。

需求取向原則，創(chuàng)新設(shè)計(jì)與技術(shù)發(fā)明等之間的最大區(qū)別在于創(chuàng)新設(shè)計(jì)起于發(fā)明而止于消費(fèi)，即創(chuàng)新設(shè)計(jì)必須要?jiǎng)?chuàng)造出具有市場(chǎng)價(jià)值的商品。所以，堅(jiān)持需求取向原則意義重大，它體現(xiàn)出了創(chuàng)新固有的價(jià)值性與目標(biāo)取向性。

近似選擇原則，由于生物的功能、造構(gòu)及行為極其復(fù)雜，而人類在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新過(guò)程中還存在很多技術(shù)問(wèn)題，因此我們不可能實(shí)現(xiàn)完全意義上的仿生創(chuàng)新，但只要選擇部分功能或得到相關(guān)的創(chuàng)新啟示后，也許就能實(shí)現(xiàn)我們所需的創(chuàng)新方案。

多生物組合原則，每一種生物物種的獨(dú)特性質(zhì)或功能在應(yīng)用起來(lái)只是單一而片面的。在進(jìn)行仿生創(chuàng)新時(shí)，應(yīng)全面組合與創(chuàng)新主題相關(guān)的一類或一組生物體特殊性質(zhì)或功能進(jìn)行仿生創(chuàng)新，取得等于或優(yōu)于生物原型的創(chuàng)新成果。

在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新研究中，容易產(chǎn)生誤導(dǎo)的是直接復(fù)制生物系統(tǒng)的某種功能、某種結(jié)構(gòu)或某個(gè)細(xì)節(jié)，所以在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新中要系統(tǒng)的理解生物的功能原理、工作機(jī)制以，實(shí)現(xiàn)以特定功能為仿生創(chuàng)新的中心目的。

五、產(chǎn)品仿生創(chuàng)新策略途徑

在產(chǎn)品仿生創(chuàng)新中存在三類相關(guān)模型：生物體原型、生物系統(tǒng)描述模型和創(chuàng)新模型。其中生物體描述與轉(zhuǎn)換模型是生物體原型與創(chuàng)新模型之間必不可少的映射轉(zhuǎn)換中介。具體來(lái)說(shuō)，仿生創(chuàng)新步驟如圖l所示。

產(chǎn)品的仿生創(chuàng)新，主要是指在市場(chǎng)需求導(dǎo)向下，利用仿生創(chuàng)新方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的創(chuàng)新，該創(chuàng)新可以產(chǎn)生重要的使用及市場(chǎng)價(jià)值。主要途徑方式為：

1.功能結(jié)構(gòu)仿生創(chuàng)新：模擬生物機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部體現(xiàn)的功能時(shí)，可以研制出類似于生物體特征的具有高市場(chǎng)價(jià)值的仿生技術(shù)產(chǎn)品。鑄造型砂專家秦升益在研究用國(guó)內(nèi)硬度較低沙漠沙替時(shí)，受到了雞蛋結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，將沙漠沙進(jìn)行高強(qiáng)度材料腹膜處理形成類似“雞蛋殼”的結(jié)構(gòu)，發(fā)明了性能優(yōu)異的腹膜砂。

2.生態(tài)外形仿生創(chuàng)新：通過(guò)模擬生物機(jī)體外觀生態(tài)形狀，可以設(shè)計(jì)出具有生命力和環(huán)境適應(yīng)能力的吸引眼球的創(chuàng)新形態(tài)產(chǎn)品。產(chǎn)品外形仿生創(chuàng)新方面可從具象和抽象仿生兩方面著手，設(shè)計(jì)出比如各類飛行器、各類仿生物外形的建筑、類人機(jī)器、流線型產(chǎn)品等等。

3.材料色彩仿生創(chuàng)新：模擬生物體的有機(jī)材料和功能性色彩，能夠產(chǎn)生性能優(yōu)良具有特殊功能的產(chǎn)品，比如迷彩服裝的保護(hù)功能和蛇體色的警告功能，仿生皮蜂窩支撐材料等等。

4.情感文化仿生創(chuàng)新：通過(guò)自然界中某一特定的生物形態(tài)的心理情感和審美反映的應(yīng)用，使產(chǎn)品具有文化底蘊(yùn)和某種文化特征，比如竹子在我國(guó)它具有有節(jié)、挺拔凌云的形態(tài)特征，笛子所表現(xiàn)出的聲音不但曲律優(yōu)美同時(shí)具有中國(guó)的文化情感特征。

六、結(jié)語(yǔ)

產(chǎn)品仿生創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅可以為產(chǎn)品提供先天性優(yōu)勢(shì)的功能解決方案，也可將綠色、環(huán)保、節(jié)約的生態(tài)理念帶到新產(chǎn)品的開發(fā)與制造過(guò)程中，以豐富產(chǎn)品的精神與文化內(nèi)涵，使產(chǎn)品變得更加人性化和情感化。通過(guò)對(duì)自然界的模仿設(shè)計(jì)而成的產(chǎn)品會(huì)喚起使用者對(duì)大自然的回憶，從而讓產(chǎn)品成為牽系人類社會(huì)與自然的中介，成為人類情感得以寄托的寓所。

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