行為仿生在智能家居產品設計中的運用

盧菲菲，張愷翎

(長春理工大學，吉林 長春 130000)

隨著生活水平的日益提高，人們對生活品質的追求日益突出，更注重于審美和精神需求。如何在高節奏、高壓力的工作之余，讓人感受到生活的愉悅和樂趣，讓真實的情感體現在家居產品中，是當前急需解決的問題。仿生設計，為家居產品提供了一個很好的創新設計思路。自然生物蘊含著豐富的科學知識，是仿生的重要靈感來源之一。生物元素的應用一直廣泛存在于現代家居設計之中，但遺憾的是，大多數僅簡單通過模擬生物的外形特征來作為整體圖案和裝飾，鮮有將生物的動態行為應用在仿生設計之中，但行為仿生也是仿生設計的重要內容之一，具有研究的意義，所以文中將探討運用行為仿生對智能家居產品展開設計研究。

1 相關理論概述

1.1 生物行為

生物的行為不局限于一個動作或是一種運動形式，是生物個體對自身的生理刺激或者外界的環境刺激做出的某種反應，包括各種形式的運動，身體姿勢的變化、因自我保護而釋放的氣味、體色發生變化等。

1.2 產品行為仿生設計

根據仿生對象的不同，仿生可分為三個層面：第一個層面是模仿自然與生命的形態；第二個層面是模仿自然與生命的行為特征和進化過程；第三個層面是模仿自然界的生態系統。現多數仿生產品中運用的都是對物體外形仿生的靜態仿生設計方法，即第一層面。但它存在局限性，不能滿足某些產品設計的動態化表現需求，于是，有學者為此提出了生物行為層面的仿生設計方法，模擬生物行為的自然變化而進行產品設計。

產品行為仿生主要是利用使用者在使用產品時，產品所發生的變化與仿生對象在活動時行為發生變化兩者之間的對應關系，產品的外形、結構和功能等都能與仿生對象較好地協調一致，能使人明確體會到產品的語意，并直觀感受到產品與仿生對象之間的種種聯系，提高使用者對產品本身的關注度，在內心與產品產生共鳴。

原本靜止的產品，在被使用后由靜轉變為動，或者外形、結構、肌理、色彩等特征發生某種直觀的變化。如智能感應壁燈設計，利用紅外探測技術，感應到人體在其規模內活動時，將會自動接通負載，從而亮燈；人不離開且在活動范圍內，開關繼續導通；人離開，延遲一分鐘后自動關閉。具有人來燈亮、人走燈熄的特點。而此技術正是根據動物的熱位探測器原理研發出的，許多動物都有熱位探測器，如蚊子、蝙蝠、蛇等，能夠通過識別紅外輻射來定位熱血動物的位置，從而躲避天敵或者捕殺獵物。

2 基于行為仿生產品設計的可行性和意義

2.1 行為仿生的可行性

生物行為復雜多樣,有覓食行為、攻擊行為、防御行為、社群行為等。各種行為都是生物對復雜生存環境的適應性表現，這些行為能夠有效幫助生物更好地生存和繁衍。在人類歷史發展的漫長過程中，生物行為與人類行為密切相關，已經在人們的腦海中留下了深刻的印象，常常被人們用來寄托和表達感情，漸漸形成了特殊的文化內涵。大自然中生物的多樣性行為及其表現出的形態、色彩、肌理等方面動態變化，為行為仿生的發展提供了有利的條件，為設計師提供了充足的設計靈感。

2.2 行為仿生的意義

行為仿生與其他仿生類型相比，有獨特的優勢和特點：行為是一個動態且連續的過程，它貫穿于此過程的始終，與其他仿生相比，行為仿生更具活力，在行為仿生的運用上需要全方位考慮與之相關的人、物、環境之間的互動，使產品近似自然狀態下的美感。

生物行為的多樣性符合大自然演化進程的基本規律，這些行為模式下揭示的客觀科學原理也同樣對產品的運作模式有一定的指導意義。從產品設計的角度來說，將生物行為作為設計素材，將人們耳熟能詳的某一階段或某一瞬間的行為抽象出來，剔除細節，移植應用到產品設計上，對于映射生活文化情感，舒緩壓力，增添生活情趣都有莫大的幫助。

3 行為仿生的元素

3.1 生物的應激反應

生物的應激反應是指生物對外界刺激，如光、溫度、濕度、聲音、化學物質等，所發生的某些反應，是一種動態行為反應。應激行為的目的是為了使生物適應環境變化，從而遵循自然的規律生存下去。生物應激行為的突變和規律，可以形成對外界的一種反饋，從而界定環境的安全與危險。變色龍通過改變自身的顏色來躲避敵人的追捕以及和同族互動交流，以變色龍為例，設計一款能夠交互的空氣檢測裝置，能夠檢測外界環境的有害物質，并改變自身顏色進行反饋，適用于剛裝修完的房子或者日常居住環境的檢測，保障住戶的健康。生物的這種與環境的交互方式，都可以借鑒在產品狀態變化的設計上。

3.2 生物的自然規律

生物總是按照其生長基因及時空規律有序地進行演繹。植物的發芽、開花、結果，動物的冬眠、夏蟄、洄游等，都具有明顯的自然規律，可以為產品的行為仿生設計提供思路與策略。通過模擬生物的自然生長行為，建立產品的“生命”性狀。例如以向日葵為仿生對象設計的時鐘，仿生花盤追隨太陽從東轉向西，太陽下山后,向日葵又慢慢往回擺,在凌晨3點時,又朝向東方等待太陽升起。利用向日葵的向陽性而設計的太陽日出日落的變化，間接揭示了時間的流逝，讓人們體會到時間的寶貴，從而激發人們對生活的熱愛。

3.3 生物的感官認知

感官認知是人類和其他生物共同具有的一種行為活動。生物體在認知和交流行為中，會動用多個感官系統，包括視覺，聽覺，觸覺和味覺等。這種感官認知行為，也可以應用在行為仿生設計中。例如植物空氣加濕器，植物能感受周邊環境的變化而隨之做出反應，利用植物葉片會根據空氣的濕度產生不同的外形變化的原理，用熱縮變形材質制作仿生經脈，模擬植物葉片的變形。蜷縮代表室內濕度的不足，加濕器自動開始加濕工作，待室內濕度達到正常范圍，葉片展開呈自然狀態。

4 行為仿生應用在智能家居產品中的設計方法

4.1 元素與產品相契合

仿生生物行為的意象是否與產品的性質相契合，是生物行為移植到產品上成功與否的關鍵。這種契合是多方面的，包括兩種物品之間的內在聯系、象征意義、外觀形象等等。

在進行智能家居產品設計時，要充分考慮到生物與產品之間的契合度，才能使最終的產品富有生命力。以動物為例，如貓頭鷹夜視攝像頭(圖2 a)，貓頭鷹是夜視動物，夜間的敏銳程度是人的100倍，貓頭鷹擁有的桿狀細胞中都具有“視紫質”，這種物質能夠把最微薄的光線變成視覺印象。貓頭鷹在夜間捕捉獵物與夜視攝像頭的產品性質，以及貓頭鷹為捕捉獵物可以轉動靈活的脖子與攝像頭的可轉動行為都十分契合。以植物為例，如蓮花加濕器(圖2 b)，加濕器的水蒸氣與清晨水霧中的蓮花契合，讓人放下雜念，仿佛置身于迷蒙的霧靄中享受它帶來的寧靜與祥和。

a)貓頭鷹夜視攝像頭

4.2 創意性和實用性相結合

日常生活中，人們并不需要價格高昂缺乏創意性，沒有任何實用性質的擺件，而需要真正能夠走進人們日常生活，為生活帶來便利的產品。

智能家居產品除了要滿足人類各種功能需求，達到實用性目的外，也要在一定程度上影響人們的精神生活品質，而創意正是關鍵所在。真正有創意的產品能夠同時具備外觀、功能等方面的閃光點，以巧妙的設計，使緊湊的生活節奏得到舒緩，增添生活以及工作的樂趣。例如有一些花卉在白天開放，到了晚上就會自然合攏，進入睡眠狀態，為的是抵御夜晚的寒冷和惡劣天氣以及保持花粉干燥。利用此植物行為，可以設計一款花卉臺燈。臺燈分為上下兩部分，上部分主體由仿生花瓣組成，白天花瓣呈開放狀態，到了傍晚太陽下山，室內光線不足時，花瓣自動收攏，下部分的燈自動打開，起照明作用。創意性與實用性缺一不可，不僅解決了生活問題，也帶來了樂趣與情調，起到愉悅身心的作用。

5 結語

在當今環境問題日益突出的背景下，仿生一直是設計師們關注的熱點。文中通過研究行為層面的仿生設計，打破原有傳統的仿生形式，使仿生設計走出表面化的局限，改變設計師的固有觀念，為家居產品設計提供一種新的仿生設計思路。