仿生設(shè)計(jì)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

王一然 徐東 劉玉桐

摘 要：設(shè)計(jì)的靈感一般都來(lái)自于大自然，而仿生設(shè)計(jì)就是在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一項(xiàng)綜合性交叉的學(xué)科，因其涉及范圍廣泛尤其對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)具有著重要的價(jià)值，通過(guò)使仿生學(xué)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)中不僅優(yōu)化了工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、性能還在一定程度上推動(dòng)了整個(gè)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：仿生設(shè)計(jì);現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì);應(yīng)用

仿生設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用使現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)向著多樣化方向發(fā)展，設(shè)計(jì)的類型主要包括功能性設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)等再結(jié)合仿生學(xué)和美學(xué)設(shè)計(jì)概念，更加強(qiáng)了工業(yè)設(shè)計(jì)的使用價(jià)值。本文首先闡述了仿生設(shè)計(jì)的概念和內(nèi)在價(jià)值，詳細(xì)分析了仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用類型和發(fā)展前景，希望可以提供一定的參考價(jià)值。

1 仿生設(shè)計(jì)概述及其內(nèi)在價(jià)值

1.1 仿生設(shè)計(jì)概述

仿生設(shè)計(jì)是在仿生學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入融合貫通的一門新興邊緣學(xué)科，所包含的相關(guān)學(xué)科廣泛比如數(shù)學(xué)、生物學(xué)、信息論、動(dòng)力學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、色彩學(xué)等等，在發(fā)展的過(guò)程中因?yàn)檠芯糠秶鷱V泛、內(nèi)容豐富，所以在人們的生產(chǎn)生活中得到了充分發(fā)展。仿生設(shè)計(jì)的內(nèi)容：人們通過(guò)觀察、模仿生物的特殊本領(lǐng)結(jié)合對(duì)大自然的變化特點(diǎn)，根據(jù)生物的結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)將其靈活應(yīng)用在工業(yè)機(jī)械上。雖然我國(guó)的仿生設(shè)計(jì)學(xué)科起步晚，但是其應(yīng)用效果并不差，尤其是如今的動(dòng)力學(xué)以及工業(yè)機(jī)械設(shè)備和航空航天事業(yè)中應(yīng)用最為突出，仿生設(shè)計(jì)的理念也得到了高效應(yīng)用，而仿生設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)形式、色彩、功能等方面均得到了一定突破。

1.2 仿生設(shè)計(jì)的內(nèi)在價(jià)值

仿生設(shè)計(jì)的東西都是有一定依據(jù)的，如果采用本身就存在于自然界的產(chǎn)物性能特點(diǎn)再進(jìn)行改良優(yōu)化，那么其產(chǎn)品才更符合人類社會(huì)生產(chǎn)生活需要，才能發(fā)揮其真正的價(jià)值。所以產(chǎn)品的功能特點(diǎn)、價(jià)值所在是衡量產(chǎn)品是否合格的根本要素。仿生設(shè)計(jì)之所以會(huì)應(yīng)用廣泛正是抓住了生物在大自然中存在的表現(xiàn)形態(tài)與構(gòu)成方式特點(diǎn)，自然界已有的構(gòu)成方式和產(chǎn)生模式往往比人類設(shè)計(jì)的更方便、合理。此外，采用仿生設(shè)計(jì)減少了憑空設(shè)計(jì)產(chǎn)品的成本，更加有理有據(jù)，縮短生產(chǎn)時(shí)間，優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)鏈。

2 仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分類

2.1 形態(tài)仿生設(shè)計(jì)

生物為了適應(yīng)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，往往身體形態(tài)會(huì)進(jìn)化成相對(duì)科學(xué)的布局，形態(tài)仿生設(shè)計(jì)就是深入研究了動(dòng)植物、微生物等形態(tài)特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及形態(tài)象征寓意，再經(jīng)過(guò)結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì)技術(shù)和藝術(shù)手法將其運(yùn)用到設(shè)計(jì)中。形態(tài)仿生設(shè)計(jì)是目前工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最多的設(shè)計(jì)形式，根據(jù)形態(tài)應(yīng)用范圍可以分為局部形態(tài)仿生和整體形態(tài)仿生。也有很多案例，比如現(xiàn)在汽車行業(yè)中瑪莎拉蒂的Kuba概念車就是運(yùn)用了局部形態(tài)仿生設(shè)計(jì)，該車前臉上大大的格柵像極了鯰魚的厚嘴，因此也被稱為“鯰魚車”。

2.2 抽象形態(tài)仿生

抽象形態(tài)仿生不像形態(tài)仿生那樣直接依據(jù)生物的形態(tài)、肌理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來(lái)視覺(jué)的美感，解決產(chǎn)品的外形審美問(wèn)題，而是將大自然的仿生學(xué)經(jīng)過(guò)抽象重組的藝術(shù)設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)成與它功能接近的工業(yè)產(chǎn)品，其形態(tài)差異性較大以藝術(shù)抽象理念提高設(shè)計(jì)美感，從而給產(chǎn)品本身具備形態(tài)上的創(chuàng)新、突出的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，吸引人們的眼球，使現(xiàn)代產(chǎn)品具備多樣化的特點(diǎn)。

2.3 功能仿生

功能仿生注重大自然原生態(tài)的使用性能特點(diǎn)，是判斷一件產(chǎn)品優(yōu)劣的基本條件。在進(jìn)行功能仿生設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)師必須格外注重這些功能的實(shí)用性，而不是空有內(nèi)里。我國(guó)仿生設(shè)計(jì)雖然起步晚，但是經(jīng)過(guò)科技的發(fā)展和時(shí)代的推動(dòng)，現(xiàn)代產(chǎn)品的功能也基本得到完善，想要設(shè)計(jì)出符合人類需求且具備新功能的產(chǎn)品相對(duì)困難了，這就考驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)理念與科學(xué)研究的結(jié)合效果了，設(shè)計(jì)師只有深入自然界中觀察、分析生物的有機(jī)特征等在人類社會(huì)中的主要作用，在結(jié)合自身的知識(shí)儲(chǔ)備對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改良處理，或者是創(chuàng)造出全新的仿生產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐應(yīng)用，從而提高產(chǎn)品的實(shí)用性。

2.4 色彩仿生設(shè)計(jì)

色彩在我們的物質(zhì)生活和精神生活發(fā)展的過(guò)程中具有著神奇的魅力。而顏色刺激通常會(huì)帶給人們情緒波動(dòng)，正是抓住了這一特點(diǎn)色彩仿生設(shè)計(jì)將自然界中生物的色彩組合特點(diǎn)以及在自然生存環(huán)境中的作用通過(guò)分析、模擬的方式運(yùn)用在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中，從而突出產(chǎn)品的色彩優(yōu)勢(shì)。而各種色彩的搭配對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路拓展是有不同影響的，還可以在一定程度上提升產(chǎn)品的功能。例如，我國(guó)故宮采用了紅磚黃瓦的顏色搭配更顯示了建筑的威嚴(yán)和宏偉，增強(qiáng)了視覺(jué)的尊崇感;還有，我國(guó)軍用迷彩服，搭配不同深度的綠色方便在自然環(huán)境中的偽裝，降低自身的識(shí)別性，保障軍人執(zhí)行任務(wù)時(shí)的人身安全。

2.5 結(jié)構(gòu)仿生

生物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都是有生長(zhǎng)依據(jù)的，但是面對(duì)生態(tài)環(huán)境的變化的影響生物種類和生物結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)了復(fù)雜性特點(diǎn)。設(shè)計(jì)師將這些復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)和形態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行全面的觀察對(duì)比發(fā)現(xiàn)了與產(chǎn)品之間的融合點(diǎn)，在經(jīng)過(guò)特定設(shè)計(jì)的改良、優(yōu)化是生物結(jié)構(gòu)能夠充分體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，這樣的設(shè)計(jì)就是結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)。以研究生物的主體結(jié)構(gòu)為主要內(nèi)容，在工程力學(xué)的基礎(chǔ)上優(yōu)化產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)是否符合實(shí)用性特點(diǎn)進(jìn)行仿生模擬。比如，在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)皮的褶皺可以降低水流的摩擦力，于是根據(jù)鯊魚的魚皮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研制出了“鯊魚皮泳衣”，提升了游泳速度，帶給人類生活全新的生活體驗(yàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)仿生設(shè)計(jì)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中仍然具有很廣闊的發(fā)展前景，相關(guān)設(shè)計(jì)師們可以結(jié)合科學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)高質(zhì)量的產(chǎn)品，從生物的形態(tài)、功能、色彩等方面，提升產(chǎn)品的實(shí)用性，并在設(shè)計(jì)、制造的過(guò)程中遵循大自然的規(guī)律，合理利用自然資源，豐富人們的生活方式，促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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