產品仿生形態設計研究綜述

姜熙煜+麥月晴+湯汪艷+張心馨

摘要：通過對國內外文獻的分析， 綜述總結了仿生設計的理念、設計特征、應用原則和趨勢。通過分析仿生設計研究理論與實踐，仿生形態設計正日益成為產品造型設計發展上的一個流行趨勢。

關鍵詞：仿生設計；形態設計；產品應用

一、仿生設計的理念研究

仿生設計學作為一門新興邊緣學科是在仿生學和設計學的基礎上發展起來的，也稱為設計仿生學（DesignBionics），將生物系統某些原理進行整理、分析、再提煉進行實驗性模擬的一種新的設計思維方法。仿生設計研究生物系統中自然物優異的造型形態、功能結構等生物形態特征及構成原理，并選擇性地將其運用于人類的設計工作中。[1]

二、仿生設計研究現狀

最古老的仿生設計可以追溯到春秋時期，巧匠魯班以邊緣上長有許多小齒的茅草為靈感發明了木工用的鋸子。文藝復興時期，萊奧納多·達·芬奇（LeonardodaVinci）憑借機械技術基礎，仿造鳥翼設計飛行器。法國科學家夏爾多內（C.H.deChardonnet）研究蠶病起因，成功在硝酸纖維素制提取人造絲。諸如此類的實例都說明了人類在很早時期就有一些出色的仿生設計。[2]

而近現代史上，人們已不局限滿足產品的物質功能，更多地開始關注和追求產品深層內涵。產品語義學的概念在1984年被正式提出，并由美國工業設計師協會（IDSA）舉辦的“產品語義研討會”定義，是研究人造物的形態在使用情景中的象征特征并將此應用到設計中。[3]此外產品采用仿生設計的一個重要的原因是要利用所模仿的對象來表達一定的信息。信息傳達準確性是仿生設計產品的基本設計要求，形態背后所包含的信息，如產品的功能語義信息、提示性語義信息、象征聯想性語義信息、情感趣味性語義信息等。都與所仿生的對象的選取以及對象特征的側重點選擇密切相關，產品的個性特質由此喚起的復雜心理感受，傳達出的“意義”成為產品設計的重要因素。而目前形態仿生設計己經成為產品形態設計的必然選擇，隨著科技等新型材料的應用和發展，產品形態仿生設計技術正在飛躍發展。

三、產品形態仿生設計特征

產品形態仿生設計的三個基本特征：實用性、科學性和藝術性。使這三者緊密結合尤為重要，關鍵是找到生物原型和產品之間的特定聯系，運用各種創新思維方法和手法反映產品內在的結構、動力、速度等屬性和特質。其次按照各種不同的尺度標準，維度來看可分為平面形態和立體形態，生物所屬種類上可分為植物和動物，生物形態的取舍上可分為整體形態和局部形態。

例如兒童家具類型的仿生設計產品，家具除了需要有“玩具化”的特質，同時它也是認知力的擔當。以生物完美形態和結構為強有力的思路，色彩仿生中生物鮮艷的色彩可以促進兒童腦部發育，從而提高智力。而形態仿生的親和力和文化內涵增強了兒童與自然之間的溝通與聯系。滿足兒童情感化和趣味心里[4]。不僅是兒童，其實任何人都需要有補償性的高情感。尤其隨著現代化進程的加快，這種對自然向往補償的情感會更加強烈，使人感到幸福和滿足。

四、應用原則的研究

藝術仿生設計思想在中國古代就有體現，如孔子主張“文質兼備”，認為“質勝文則野，文勝質則史”，即要求形式和內容的統一。這點很具前瞻性，強調形式與內容的統一和現代設計中主張的“形式追隨功能，形式與功能完美統一”等不謀而合。《老子》“道生一，一生二，二生三，三生萬物。”老子認為天下萬物都是由道中產生的，而道則是本乎自然的，也就是師承自然，有規律性可循的。這種效法自然的方法和探尋自然規律所在的觀點和仿生設計觀點是相似的。除了上述的應用原則之外，鄭剛強在《“仿而超之”——游艇仿生系統設計原理及應用研究》中有歸納：以“仿-鑒-創-超”的設計創新流程體現出“借鑒而后超越”的系統仿生理念和原則。[5]王興元提出了仿生創新的七大原則，他的原則主張優先考慮原則、需求導向原則、系統化原則、環境適應原則、近似理想原則、生物極限組合原則、多學科交叉原則和科學管理原則，建立了仿生創新策略模型。[6]

上述的原則來自不同作者的見解，互補漸進，更是隨著時代發展的變化符合產品設計的內涵同時滿足其美學價值。相同性體現在設計內涵，其次還體現在跨界的綜合性，科學、技術、藝術、經濟融合的產品形態設計。最后相同性還體現在約束性上面，產品形態仿生設計是在科學技術、社會、經濟、文化、藝術、資源、價值觀等的約束下。

五、產品仿生設計未來發展前景趨勢研究

方向一，未來仿生設計更著眼于生態系統、互聯網系統整體的關系。方向二，產品形態仿生設計是功能多樣化的美學效應、行為心理化的美學效應、價值個性化的美學效應三者的統一。藝術仿生設計不僅實現了工程技術和工業審美設計辯證的對立統一，更是人的生理、心理和審美的素質功能構成組合。方向三，隨著仿生材料合成領域研究新進展說明，材料的發展趨勢是復合化、智能化、能動化、環境化不斷發展。科學變革時代會極大地促進未來仿生設計的發展。方向四，基于計算機技術的產品形態仿生設計將會成為產品形態仿生設計的必由之路。在仿生擬態化視角的引導下，將仿生學、3D打印技術、生物化學技術相連接，探究生命復雜永恒的奧秘，完成材料技術價值與創新想象力的高度融合，以更積極的姿態創造產品設計可持續發展的“新常態”。

六、結語

綜上所述，產品仿生形態設計是設計者表達的一種途徑，是吸引消費者的溝通之橋。在注重環保、生活品質和個性的今天，產品仿生有著強大的生命力。展望今后的發展，是處于一個各種自然科學高度與藝術綜合的互相交滲的科技互聯網時代，同時為仿生設計提供更多創新途徑和方法。

【參考文獻】

[1]于帆.仿生設計的理念與趨勢[J].裝飾，2013（04）：25-27.

[2]戴吾三.發明史上的仿生設計[J].裝飾，2013（04）：12-15.

[3]高力群.從語義層面透析產品仿生設計[D].蘇州大學，2006.

[4]楊海生.基于海洋生物仿生學的兒童產品設計研究[J].大眾文藝，2013（01）：90-91.

[5]鄭剛強.“仿而超之”——游艇仿生系統設計原理及應用研究[J].裝飾，2013（04）：93-94.

[6]王興元.仿生創新機理、原則及策略途徑研究[J].科技進步與對策，2010（17）：1-5.

[7]吳翔.產品系統設計[M].北京：中國輕工業出版社，2000.

[8]張文毓.新型仿生材料的研究進展[J].傳感器世界，2009（06）：6-9.

[9]李文嘉.仿生學擬態化視角下的3D打印產品創新設計研究[J].藝術設計研究，2015（01）：88-91.

作者簡介：姜熙煜（1993.04-），女，漢族，湖南株洲人，中國美術學院在讀碩士研究生。研究方向：文創產品創新設計研究。