“仿生設計”在汽車造型中的運用

黃達

（武漢理工大學，湖北 武漢 430070）

“仿生設計”在汽車造型中的運用

黃達

（武漢理工大學，湖北 武漢 430070）

文章圍繞國內外汽車發展趨勢，嘗試探究汽車造型設計中的仿生，在探索和實踐的基礎上嘗試深化了仿生設計的范疇，將人性化、情感化、體驗、綠色設計等設計理念引入汽車的造型設計中，在結構、造型、色彩、材料、形態寓意等方面進行剖析。將汽車造型設計中的仿生設計作為研究重點，應用現代工業設計方法以多學科交叉的綜合思維，在不斷的思考以及利用生物造型的反復推敲中，改變以往汽車造型的設計方式。

汽車造型；仿生設計；發展趨勢

一、對現今汽車造型設計中“仿生設計”的概況分析

1.仿生設計的定義。所謂仿生設計就是人們通過對大自然不斷地學習和積累，通過模擬或改進大自然及生物系統的結構、功能、形態、色彩等信息，并將這些信息運用到設計中的方法。

2.仿生設計的分類。仿生設計分為以下四大類：形態仿生設計學、功能仿生設計學、視覺仿生設計學和結構仿生設計學。

（1）形態仿生設計學主要研究的是自然界中生物體和各種物質存在的外部形態，并如何將其相應的藝術處理手法應用到現實設計當中；（2）功能仿生設計學主要研究的是自然界中生物體和各種物質存在的功能以及原理，并用這些功能和原理去改進現有的技術系統，達到建造新的技術系統的目的，以促進現有產品的開發和更新；（3）視覺仿生設計學主要研究的是自然界中生物體的視覺器官對于外界圖像的識別、對外界視覺信號的分析以及處理，和相對應的視覺流程。

二、汽車造型設計中“仿生設計”

1.仿生設計在汽車造型設計中的發展。從一開始提出仿生設計到應用于汽車造型設計，經歷了一系列的坎坷。從最初的無意識到后來的有意識，從最初的盲目追尋到后來的科學探尋，從最初的簡單模仿到后來復雜的思考，仿生設計在汽車造型設計中逐漸發展和成熟。

早期的汽車造型仿生設計并不像當今一樣，設計實踐有著系統科學的方法來指導，汽車設計師們只能一邊摸索一邊加以實踐然后一邊總結。“模型分析法”是現在仿生設計采用的主要研究方法，它通過建造自然界生物模型，加以可行性分析并建造出仿生設計模型，然后再風洞中進行各種試驗，并對仿生模型進行分析研究和數據采集。伴隨著仿生學科的不斷發展和人們對仿生設計研究的深入，汽車造型仿生設計也從單一的從形態上的模仿，轉向研究生物的功能、生物的結構等方面，一步一步發展成由內至外的設計流程。

2.仿生設計在汽車造型設計中的運用。生物體中體現出的與人溝通的感性特征也會給人們以新的啟示，使汽車的形態設計更具靈活性和適應性，所以仿生形態的挖掘是創新設計取之不盡的源泉，吸引著人們去想象和模仿，通過模仿各種生物形態，既擴大了設計師的思維方式，又豐富了現代汽車設計的造型語言。從目前汽車造型設計中仿生設計的運用狀況來看，各大汽車制造商研究的重點有：形態上的仿生設計、功能上的仿生設計、結構上的仿生設計以及材料上的仿生設計。

三、現代汽車仿生設計的發展趨勢

20世紀60年代，西方國家經過二戰后的經濟復蘇，新技術、新材料的出現為有機形態設計的發展提供了物質基礎。另外，當時人們開始厭倦現代主義的冷漠功能設計，對給人親切感的造型設計產生了興趣，于是具有人情味的有機形態設計就應運而生了。

早期的汽車在后翼子板的隆起模仿的是梅花鹿的后腿肌肉輪廓，讓汽車在視覺上更有力量感和速度感，但是在功能上起不到實質性的作用。表明過去汽車造型的仿生設計中，更加關注形態的表達而并非功能，而現代汽車在仿生設計運用中，將仿生的形態和其功能結合起來，注重的是其功能性，造型最終是為功能而服務的。

隨著全球范圍內化石能源的減少，各國的汽車制造商都在大力開發新能源汽車，怎樣降低汽車的能耗，是一個非常關鍵的問題。據試驗表明，空氣阻力系數每降低10%，但具有不同空氣阻力系數（分別是0.44和0.25）的轎車進行比較，以每小時88公里的時速行駛了100公里，燃油消耗后者比前者節約了1.7公升。在汽車造型中使用仿生設計，可起到有效的作用。例如仿照魚類在水中游動速度快且靈活的特點，汽車設計師們常會把汽車的車頭設計得偏窄，整體光滑而流暢，近一步接近流線形態，而車身兩側模仿鳥類雙翅的造型，能提高車身的上升力。這樣的形態能夠有效降低汽車在行駛過程中的受到的空氣阻力，減少了汽車相對于地面的摩擦力，達到了減少能耗和提高速度的目的。因此仿生設計主要還是為獲得功能，而形態只是仿生過程的一個必然結果。

本文通過對仿生設計在汽車造型設計領域的設計研究與探索，針對人們的需求和汽車造型設計中新的設計方法的需要，引入仿生設計的理念，對汽車造型設計進行了分析說明，取得了頗多具有重要的參考價值以及成果：仿生設計大量運用于現在的交通工具，特別是追求速度的交通工具，其仿生設計主要還是為獲得功能（速度，穩定），而形態只是仿生過程的一個必然結果。

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