關(guān)于現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)與應(yīng)用的研究

張海蓉

摘 要 仿生設(shè)計(jì)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中有著廣泛的應(yīng)用，包括有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能性設(shè)計(jì)、色彩選擇、美學(xué)以及仿生學(xué)等，仿生學(xué)的設(shè)計(jì)研究范圍非常廣，大自然是設(shè)計(jì)靈感的主要來(lái)源，我們不難從整個(gè)設(shè)計(jì)發(fā)展歷程中看出仿生設(shè)計(jì)的獨(dú)特價(jià)值。本文筆者就現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)與應(yīng)用相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)探究。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì);仿生技術(shù);應(yīng)用

展開(kāi)針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)與應(yīng)用問(wèn)題的探究能同時(shí)從理論角度和實(shí)踐角度為現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展提供有價(jià)值的參考，一方面更加充分地讓工業(yè)設(shè)計(jì)工作人員認(rèn)識(shí)仿生設(shè)計(jì)，另一方面讓客戶不同的個(gè)性化需求通過(guò)更為先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)得到滿足。

1仿生設(shè)計(jì)理念及價(jià)值

1.1 仿生設(shè)計(jì)理念

一直以來(lái)，人們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)造與設(shè)計(jì)方面的靈感都是基于仿生觀念而產(chǎn)生的，從廣義層面來(lái)看現(xiàn)代設(shè)計(jì)仿生學(xué)科的實(shí)質(zhì)就是仿生設(shè)計(jì)。仿生學(xué)科本身的內(nèi)容范圍較廣，不僅涉及材料和色彩，還涵蓋了生物和人機(jī)等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，目前被廣泛應(yīng)用的仿生設(shè)計(jì)并不是一種簡(jiǎn)單的復(fù)制和模仿，即從物理學(xué)層面或生物學(xué)層面對(duì)某個(gè)自然現(xiàn)象或某一物種的形態(tài)進(jìn)行模仿，而是基于對(duì)研究對(duì)象細(xì)致整體的觀察和分析來(lái)提取具有重要意義的部分，主要指的是有助于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平提升的價(jià)值性信息，以此為前提條件開(kāi)展再創(chuàng)造研究，如此一來(lái)才能有效現(xiàn)存于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，或者有針對(duì)性的增加現(xiàn)階段適合設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能。

1.2 仿生設(shè)計(jì)的價(jià)值

憑空創(chuàng)造一件全新的作品是非常有難度的，而當(dāng)我們換一種方式，參照自然界中現(xiàn)存的生物或事物現(xiàn)象，圍繞現(xiàn)有的產(chǎn)品對(duì)其進(jìn)行合理的改良，一方面降低了設(shè)計(jì)制造難度，另一方面也提升了產(chǎn)品實(shí)際功能與人們發(fā)展需求的匹配度[1]。第一，衡量產(chǎn)品合格與否的基本要素這就是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品功能，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜或者功能無(wú)用性都將直接影響產(chǎn)品的使用價(jià)值，深入挖掘自然界中的多形態(tài)和豐富的物種，為現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)提供更多不一樣的思路和方案修改策略;第二，就構(gòu)成方式和生產(chǎn)模式而言，自然形態(tài)遠(yuǎn)比人類(lèi)設(shè)計(jì)更為合理，所以在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中融入仿生設(shè)計(jì)技術(shù)有助于創(chuàng)造更為合理的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化。

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

2.1 功能結(jié)構(gòu)仿生

功能結(jié)構(gòu)仿生是基于對(duì)自然界中各種生物的功能與結(jié)構(gòu)特征的研究，在提煉有用信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)層面的模仿，達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)品使用方式，提升產(chǎn)品各方面性能的目的，最終讓消費(fèi)者獲得更加優(yōu)良的使用體驗(yàn)，產(chǎn)品在這整個(gè)過(guò)程中經(jīng)歷了“升級(jí)換代”。以日本新干線高速列車(chē)為例，在仿生設(shè)計(jì)中為了降低運(yùn)行噪音，人們以翠鳥(niǎo)鳥(niǎo)喙和貓頭鷹羽毛為原型進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，貓頭鷹羽毛的排列形態(tài)猶如鋸齒，在夜空中飛行時(shí)無(wú)聲無(wú)息，人們就將貓頭鷹羽毛排列的形態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到了高鐵電線的連接裝置設(shè)計(jì)中;翠鳥(niǎo)的喙具能有效降低自身能量損耗，在列車(chē)前端設(shè)計(jì)部分模范相似的形狀能最大化地避免列車(chē)在橫穿隧道時(shí)發(fā)生音爆。

2.2 形態(tài)的仿生

設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念最終會(huì)直觀的通過(guò)產(chǎn)品形態(tài)體現(xiàn)出來(lái)，這也是設(shè)計(jì)師與產(chǎn)品使用者之間的溝通渠道，形態(tài)仿生設(shè)計(jì)十分符合當(dāng)下提倡的綠色設(shè)計(jì)理念，這也是當(dāng)下形態(tài)仿生技術(shù)廣受青睞的一個(gè)主要原因。以菲利普斯為例，旗下有一款新型的外星人榨汁機(jī)就大膽地采用了形態(tài)仿生設(shè)計(jì)手法，產(chǎn)品造型奇特，融合了外星人頭部以及昆蟲(chóng)長(zhǎng)足的形態(tài)特征，這種新奇的造型能有效激發(fā)消費(fèi)者聯(lián)想，進(jìn)而增強(qiáng)購(gòu)買(mǎi)欲望。

2.3 材料肌理仿生

在深入研究生物肌理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上運(yùn)用人造材料模仿自然肌理，進(jìn)而更好的發(fā)揮材料的功能與使用效果，這種方式就成為材料肌理仿生。以Speedo公司設(shè)計(jì)的鯊魚(yú)皮泳衣為例，某位有名的游泳運(yùn)動(dòng)員就是穿著這款產(chǎn)品在悉尼奧運(yùn)會(huì)上奪得了金牌;再比如自然界享有“出淤泥而不染”美譽(yù)的荷花，因?yàn)樵诤扇~表面有成排的小突起，水珠和塵埃在荷葉表面根本沒(méi)有能夠堆積的空間，類(lèi)似肌理被有關(guān)設(shè)計(jì)人員廣泛地應(yīng)用到了絕緣器和服裝面料的設(shè)計(jì)中，研發(fā)設(shè)計(jì)出了多種適用于不同生活場(chǎng)景具有自清潔功能的材料[2]。人類(lèi)與自然之間的矛盾隨著社會(huì)工業(yè)的發(fā)展越來(lái)越明顯，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)作為一門(mén)致力于優(yōu)化創(chuàng)新人們生活方式的學(xué)科，必須在充分尊重自然的基礎(chǔ)上提取有價(jià)值的自然元素。

3現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用仿生技術(shù)的策略

首先，確保自然與人文的融合。作為自然組成部分之一的工業(yè)產(chǎn)品在工業(yè)設(shè)計(jì)中必然要確保自然與人文的融合。現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)不僅具有充分的工業(yè)性，還有自然和人文的屬性，在應(yīng)用仿生設(shè)計(jì)手段時(shí)要以自然為前提融入人文色彩，將自然性作為設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)產(chǎn)品的首要標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，為了確保仿生設(shè)計(jì)手段使用的合理性，工業(yè)設(shè)計(jì)要同時(shí)具備人文和自然雙重色彩。

其次，緊密聯(lián)系美學(xué)內(nèi)容。盡管工業(yè)設(shè)計(jì)工作的中心偏向工業(yè)，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)設(shè)計(jì)師的美學(xué)認(rèn)知和應(yīng)用能力有很高的要求，需要設(shè)計(jì)師具備一定的美學(xué)工地，儲(chǔ)備了有關(guān)美學(xué)學(xué)科的知識(shí)。單從工業(yè)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看美學(xué)，兩者之間難以建立緊密聯(lián)系，但基于生活的角度分析工業(yè)設(shè)計(jì)與美學(xué)關(guān)系，兩者又有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，為了保證產(chǎn)品最終形態(tài)的藝術(shù)性和美觀性，在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用仿生技術(shù)時(shí)有必要融合美學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容。

最后，巧用科學(xué)邏輯思維。相比傳統(tǒng)民用設(shè)計(jì)，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)最大的不同在于其在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分使用了科學(xué)邏輯思維，探索如何更好地融合仿生設(shè)計(jì)技術(shù)與藝術(shù)，以便更好地解決一直存在于工業(yè)設(shè)計(jì)中的障礙。與此同時(shí)，在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用仿生技術(shù)能提升整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)性、功能性和邏輯性，科學(xué)邏輯思維的存在能有效確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)參數(shù)的縝密度，促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)朝綠色、穩(wěn)定的方向發(fā)展。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，盡管現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)與仿生設(shè)計(jì)屬于完全不同的兩個(gè)領(lǐng)域，但以恰當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合應(yīng)用有助于實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)水平的全面提升。在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用仿生設(shè)計(jì)手法能提升產(chǎn)品結(jié)構(gòu)水平，同時(shí)讓材料層面更好地滿足產(chǎn)品使用者的實(shí)際需求，合理運(yùn)用仿生設(shè)計(jì)手段，實(shí)現(xiàn)由內(nèi)到外的整體設(shè)計(jì)，加快仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 嚴(yán)婷婷，秦旭光.形態(tài)仿生設(shè)計(jì)在軌道車(chē)輛工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（7）：234-235.

[2] 朱金濛.淺談工業(yè)設(shè)計(jì)中仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].明日風(fēng)尚，2018 （5）：68.