工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用

石曉旭　高銘

摘 要：現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品普遍具有較快的更新速度，如何利用有限的開發(fā)時間快速、合理、完善的完成工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，就成了我們需要研究和解決的問題，而仿生設(shè)計(jì)作為工業(yè)設(shè)計(jì)的一種重要方法，它的理念開闊了設(shè)計(jì)者進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)的視野，為設(shè)計(jì)者提供了足夠的設(shè)計(jì)思路與幫助，縮短了開發(fā)時間節(jié)約了開發(fā)成本，所以研究仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用就顯得十分必要。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì) 仿生設(shè)計(jì) 仿生學(xué)

引 言

隨著人類社會文明的高速發(fā)展，人類社會自近代工業(yè)革命開始，人類改造自然、發(fā)現(xiàn)自然的腳步就從未停止，工業(yè)革命成為人類社會發(fā)展的必然產(chǎn)物。而工業(yè)設(shè)計(jì)做為大工業(yè)的核心，它是技術(shù)、藝術(shù)和經(jīng)濟(jì)的綜合產(chǎn)物。工業(yè)設(shè)計(jì)對人類的發(fā)展、生存，都具有十分重要的作用，而仿生設(shè)計(jì)則對工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展起著一定的促進(jìn)與推動作用。

1 仿生學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì)的概述

仿生學(xué)是一門處在生物學(xué)與技術(shù)科學(xué)之間邊緣學(xué)科。它被定義為：仿生學(xué)是以模仿生物系統(tǒng)的生存（生活）原理為基礎(chǔ)，進(jìn)行人類技術(shù)系統(tǒng)的改造，使人類技術(shù)系統(tǒng)具有類似于生物系統(tǒng)特征。通常可分為：機(jī)械仿生、物理仿生、化學(xué)仿生、人體仿生、智能傷生等。

工業(yè)設(shè)計(jì)是在人類社會進(jìn)步、科學(xué)技術(shù)發(fā)展、人類經(jīng)濟(jì)水平提高等因素的綜合作用下形成的一門新興學(xué)科。因此，工業(yè)設(shè)計(jì)更像是在創(chuàng)造性的進(jìn)行一系列活動。而工業(yè)設(shè)計(jì)除了要具有一定實(shí)用性滿足人們物質(zhì)需要外，還要從感官上給人一定的精神享受滿足人們精神需要，并兼顧好人們的生活與環(huán)境。所以從某種意義上來說，工業(yè)設(shè)計(jì)更像是一門融合了科學(xué)技術(shù)、藝術(shù)與美學(xué)、自然科學(xué)為一體的藝術(shù)科學(xué)，它的產(chǎn)生促進(jìn)也必將改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。

2 仿生設(shè)計(jì)與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系

通過仿生學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì)的概述可知，仿生學(xué)的主要工作或者說“核心”原理就是通過借鑒自然生物系統(tǒng)的生存（生活）原理，進(jìn)行一系列技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改造的科學(xué)。由此可以看出，仿生學(xué)不能單一的看成純粹的生物學(xué)，而應(yīng)該作為人類從自然生物體系探索并進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)的手段。我們應(yīng)該意識到每一種生物的奧秘，都有可能產(chǎn)生一種新的設(shè)計(jì)理念，就有可能改變?nèi)祟惖纳罘绞剑欢律鷮W(xué)也不是純粹的技術(shù)科學(xué)，它更像是一門創(chuàng)造性的科學(xué)，是進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)的新途徑、新方法、新思路。仿生原理在工業(yè)設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)，其過程如圖1所示。

由圖可以看出，仿生學(xué)和工業(yè)設(shè)計(jì)相互結(jié)合形成了仿生設(shè)計(jì)學(xué)科，通過科學(xué)、合理的仿生設(shè)計(jì)，將仿生設(shè)計(jì)融入工業(yè)設(shè)計(jì)中，有選擇性的、合理的將生物的原理和功能與設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相融合，尋求出一個自然與科學(xué)之間的平衡點(diǎn)，以促進(jìn)、實(shí)現(xiàn)人們的工業(yè)設(shè)計(jì)需求。

3工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用

工業(yè)設(shè)計(jì)的最終目的就是服務(wù)于人類社會的各個行業(yè)，換言之人類社會的各個行業(yè)的發(fā)展就必須依靠合理、高效、完整的工業(yè)設(shè)計(jì)，而為了達(dá)到目的，仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中就有了十分重要的應(yīng)用。

（1）形態(tài)的仿生：這里的形態(tài)的仿生是指單一的只是從視覺效應(yīng)上進(jìn)行的仿生設(shè)計(jì)。一般包括，具象形態(tài)仿生和抽象形態(tài)仿生二大類，對于具象形態(tài)仿生來說，要求設(shè)計(jì)師在工業(yè)設(shè)計(jì)過程中具備一定的觀察能力，能夠?qū)⒖吹降纳镄螒B(tài)特征完整的與產(chǎn)品相融合進(jìn)行設(shè)計(jì)，如兒童玩具、裝飾品；對于抽象形態(tài)仿生來說，主要是體現(xiàn)一種精于創(chuàng)造的設(shè)計(jì)思想，善于把復(fù)雜生物形態(tài)進(jìn)行簡化，并善于想象、聯(lián)想人的生活經(jīng)驗(yàn)，最終將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與人的實(shí)際需求相結(jié)合。抽象形態(tài)仿生最大限度的體現(xiàn)了設(shè)計(jì)師個人主觀色彩和個人喜好，設(shè)計(jì)過程有很高的創(chuàng)造性、和創(chuàng)新性，社會識別度更高。

（2）功能的仿生：把仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中進(jìn)行完美體現(xiàn)，是我們進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)最重要的職責(zé)，是我們通過研究生物個體各功能結(jié)構(gòu)，總結(jié)出科學(xué)系統(tǒng)理論知識的基礎(chǔ)，也是工業(yè)設(shè)計(jì)者們可以借鑒的重要理論依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)關(guān)系平衡點(diǎn)的必要條件。首先，工業(yè)設(shè)計(jì)者應(yīng)該具有完整的仿生設(shè)計(jì)的知識結(jié)構(gòu)，并能準(zhǔn)確地衡量仿生設(shè)計(jì)與市場經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出多樣且更有實(shí)用性的新產(chǎn)品；其次，工業(yè)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想和對自然生物的觀察與分析，為設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)提供了可能，可以幫助工業(yè)設(shè)計(jì)師選擇出最優(yōu)的仿生方向，最大化的實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的市場價值。

（3）結(jié)構(gòu)的仿生：仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的另一種應(yīng)用就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)的仿生。例如，通過對蜜蜂巢穴的仿生設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出類似于蜂巢結(jié)構(gòu)的菱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加了材料強(qiáng)度的同時，這樣的結(jié)構(gòu)還增加了材料的內(nèi)部空間，節(jié)約了材料且具有更輕質(zhì)量，并具有良好的降噪音效果。對自然生物或事物的仿效已經(jīng)成為人尊重自然、敬畏自然的必然結(jié)果，也是未來工業(yè)技術(shù)革命的發(fā)展方向，必然促進(jìn)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

4結(jié)束語

伴隨著人類社會的快速發(fā)展，人類社會對工業(yè)產(chǎn)品的市場需求不斷增加，同時人類的精神需求也在提高，這些因素都決定了仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的重要作用與地位。仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用豐富了工業(yè)產(chǎn)品的種類，更重要的是仿生設(shè)計(jì)促進(jìn)了工業(yè)設(shè)計(jì)這一行業(yè)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧相處創(chuàng)造了條件。

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