仿生學在家具設計中的應用研究

□潘質洪 中山職業技術學院

一、仿生設計在家具設計中的意義

人的創造性思維方式通過對大自然中形態、物質及色彩的模仿，從而啟發人類的智慧和創造力。我們的祖先很早就提出了和諧、共生、天人合一的哲學思想，倡導尊重自然。在藝術設計的創造活動中，強調人與自然，設計作品與自然生態之間的協調與共生，這正是海德格爾推崇的人詩意地棲居大地的理念[1]。

德國著名的工業設計師路易吉·科拉尼就是仿生設計理論的倡導者和實踐者，呼吁人類社會與大自然相諧調的設計觀念，具有典型的意義。在漫長的歷史長河中，人對大自然中生物的認識逐步加深，由整體到局部、由表及里、由宏觀到微觀。人類對自然界生物形態、結構的研究都有深刻的認識。設計師的設計視野、思維能力、想象力和創造力都獲得了充足的養分。仿生設計作為家具創新設計的方法之一，綜合了“生態學”“仿生學”等相關學科的概念和研究成果，以家具設計的形態研究為基礎，以家具設計創新思維和觀念為指導，已經發展成為家具設計與自然生態的和諧關系，提升家具作為生活器皿的藝術性及自然生活的情趣[2]。

自然界生物千姿百態、奇妙無窮， “形”“色”“肌理”“ 結構”“功能”“美感”“象征意念”，為仿生設計提供了豐富的素材。設計師通過對自然界生物”的模仿及研究，為設計打開了新的思路、新的藝術處理手法。現代家具中采取仿生物情趣設計，不僅可以滿足消費者的好奇心，也滿足了人類了解世界上生物形態的欲望，豐富了家具造型形態設計的趣味性與情感意境的表達，賦予了家具新穎、個性化的設計，人性化的特征，把自然生物形態融入現代家具設計，闡述家具的形態美[3]。

二、仿生設計方法

家具仿生設計，首先要根據商品家具設計的目標、任務進行家具相關性基礎研究，或者從發現生物特性篩選家具的設計元素，然后對選中的元素進行分析、總結和提煉，綜合得出相關概念和設計依據。在設計過程中，通過列舉法、假想構成法、設問法等思維方法，進行廣泛的類比、仿真和模擬的仿生形態設計研究，同時引入仿生的概念和應用科學技術和知識，并融合商品信息，有計劃、有目的地進行設計創新[4]。其具體方法如下。

（一）仿生形態設計

形態仿生是以人類美學為出發點，通過對生物體形態的模仿，使家具形態形象生動、有趣，愉悅人的視覺感受；或者提取生物的符號并加以演變，提煉成家具藝術形態的意念。其中包括動物、植物、微生物、人類等對尋找產品形態的突破與創新點，如圖1所示。

圖1 仿生形態設計

以前，家具產品都是抽象幾何形態模仿建筑造型，但是，如果將自然生命形態融入家具設計中，原來的幾何線條將逐漸演變為柔和圓潤、厚重飽滿的有生命的線條，產品被賦予了“動”的神態，使“動”的魅力在家具設計中得到酣暢淋漓的表現。而且，仿生設計有利于突出產品的個性，“個性化”講求的就是別出心裁。為了追求特殊性，人們紛紛追求起不一樣的產品。

家具產業是一個時尚產業，人們希望產品傳遞的不是一種只為滿足人的生活用具，而是熱烈溫情的感性之美。所以，在家具造型上更多的是通過運用仿生手法，賦予家具生命力。大量充滿感性色彩和想象力的仿生家具在琳瑯滿目的市場份額中脫穎而出，令人無法抗拒。而且，生物機體的形態、結構、自然美，給人一種意識形態的活力，喚起人們對美好生活的向往與追求，而人與自然融合、親近，能夠消除對立的心理不安，給人以幸福與滿足之感。所以，從動態、個性、互動等方面，仿生設計都能夠提升家具產品的魅力。

（二）仿生物表面肌理與質感的設計

自然界中萬事萬物的組合表現得極其和諧與統一，一些斑斕物象本身就映襯著色彩、肌理、材質的對比與調和關系，如圖2所示。這種對比是附著在表面上的細膩質感的效果，設計師根據生物學表皮特性，使用特定的工藝，可以像天然紋理的質感，在家具中闡釋十足的自然之風和人情味。家具飾面效果越來越注重生物機理、材質效果，以提升家具的亮點，如常用材料斑馬木或烏金木，或云母片、草編等。大自然中所有的有機材料都能成為家具設計的裝飾手法。許多事實說明仿生學是發展新技術的金鑰匙，是設計創新的源泉。觸覺或視覺表現是感官的生命，觸及深層意義，通過生物機制的表面和紋理設計創造的感覺，增強仿生形態的功能意義和生命力，如圖3和圖4所示。

圖2 仿生設計圖

圖3 仿生家具1

（三）仿生結構設計

仿生結構是指在力學范圍內，從內部結構原理出發，從內到外結構特征的認知，通過對生物體的受力特征和排列特征的分析，對家具結構和構件進行重組，從而達到節約木質材料的目的[5]。

自然界中有許多令人驚奇的空間結構，如蛋殼和海螺，它們是薄殼結構。蜂窩是一種空間網格結構。蜘蛛網是一種繩網。人們從奇怪的生物結構和紋理中得到許多靈感，如蜂窩狀由排列有序的六棱柱蜂窩的形狀組成，每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成，這些菱形結構和銳角完全相同，是最節省材料的結構，常用于面板填充來代替實木材料的厚重及成本，同時有極大的承受能力，蜂窩紙正是模仿蜂槽的表面機理形成的結構。類似家具如圖4所示。

圖4 仿生家具2

（四）仿生物色彩設計

自然界中生物的色彩五彩繽紛、豐富多樣，富有活力與情趣特征。色彩仿生設計模擬大自然中所蘊藏的奇異美妙的色彩搭配，將其提煉、加工應用于設計的方法。例如，自然中日月星辰、藍天白云、山河湖海、花鳥魚蟲、春華秋實、春夏秋冬，以及植物隨四季的變化所呈現的千萬種色彩變化，都為設計提供了取之不盡，用之不絕的天然素材。例如，兒童家具設計用色恰當，可以培養孩子的自主性，激發他們的潛能；充足的照明顏色可以使房間溫暖和安全，有助于消除對兒童的恐懼；柔軟、自然的顏色，能創造舒適的睡眠環境；明亮、活潑的家具色調，設計或小擺設的變化，有助于增加孩子想象的空間。例如，人們用紅色來表達溫暖、愉悅和快樂的情緒，紅色表示積極、革命、血腥、危險、恐怖和其他抽象意義。在色彩仿生設計中，人們不僅使用自然圖形和色彩，而且強調一種色彩意境和一種自然語言的傳遞。俄羅斯畫家列賓曾經說過：“色彩即思想”，古今中外一切優秀的藝術家都懂得并善于“以色傳神、以色抒情、以色寫意”，優秀的設計師將顏色作為一種視覺傳達語言，一種信息，一種符號和某種象征性應用于家具，如圖5所示。

結 語

偉大的造物主大自然，為我們造就了無以計數的生物，我們要敢于去挖掘生物的自然美，總結自然美的規律，美的形式法則，美的個性特征，為現代家具設計提供新的設計思路、素材、表現手法，以滿足人們對自然美、個性美、人性空間環境的追求。

人類對自然和生物學的模仿顯示了其對自然和生物的崇拜。在自然界和生物結構中，功能、形狀、色彩等完美的結構吸引了人類探索尋找，我們相信在仿生設計思想的指導下，藝術與設計為我們的創新設計、新理論和新方法提供新思路。受自然和生物的啟發，藝術設計理念的結合必將創造出更多更好的原創藝術設計作品。

圖5 仿生物色彩設計