仿生設計在兒童平衡車設計中的應用研究

遲瑞豐 蔣宇松

關鍵詞：仿生設計;兒童平衡車;創新設計;應用

1 仿生設計概述

仿生設計是通過模仿自然界中生物的生活習性及特殊本領，并利用工業設計的思維創新方式，將仿生物的形態、結構及功能方面的特性合理運用到產品設計中[1]。例如：人們通過模仿水中游動的魚，并依照魚的形體仿造出了船;通過模仿快速奔跑的獵豹，找到阻力最小的流線型結構，從而運用到汽車的發明之中;通過模仿空中自由飛翔的鳥，研究鳥類翅膀的結構原理，發明出了飛機。由此可見，人們可以通過仿生設計來找到人類與自然界和平共處的正確方式，使人類社會與原始自然達到前所未有的和諧狀態。

由于仿生設計包含多個不同的研究領域，所以其內容應從多個不同的研究方向依次展開，從而進行更深層次的研討。仿生設計的主要內容分為以下四個方面：形態的仿生設計、結構的仿生設計、功能的仿生設計以及色彩的仿生設計[2]。目前，仿生學已經廣泛運用到了工業生產之中，并逐漸成為了產品設計領域中矚目的焦點。

2 仿生設計在兒童平衡車設計中的應用意義

兒童平衡車在日常使用中具有多種功能，除了可以作為兒童在鍛煉協調能力時的重要輔助工具之外，還可以幫助兒童進行簡單的滑步運動，這些功能也有助于家長們對孩子進行相應能力的培養。近年來，兒童產品市場對兒童平衡車的要求也變得越來越高，通過對現有市場的初步分析，以及對未來發展趨勢的把握，不能滿足兒童和家長需求的兒童平衡車開始逐漸被市場所淘汰，兒童平衡車的改良創新設計勢在必行。

兒童的想象力是異常豐富的，他們對一切未知的事物都充滿了好奇。因此，那些外觀新奇可愛并且富含趣味想象力的造型，更加容易激發出兒童的好奇心。仿生式的兒童產品造型符合兒童的基本心理需求，有助于培養兒童的想象力。隨著兒童產品市場需求的擴大，仿生設計已經逐漸成為兒童產品設計的重要發展趨勢，將仿生設計合理運用到兒童平衡車的設計中，既滿足了兒童對該產品的需求，又滿足了家長對該產品的要求。基于仿生設計的兒童平衡車靈感來源于大自然中的生物，仿生的范圍是非常寬泛的。如陸地生物類、海洋生物類、植物類、昆蟲類、鳥類等等。兒童平衡車是一種陪伴成長型兒童產品，將仿生設計應用于兒童平衡車設計中，不僅能起到鍛煉孩子平衡能力的作用，還起到了一定的智力啟蒙作用，可以更好地陪伴兒童成長，這也正是當代家長們希望看到的。

3 仿生設計在兒童平衡車設計中的應用思路

3.1 形態仿生設計的應用

“形”指的是產品的整體造型，“態”指的產品的精神態勢，“形態”二字則是將產品的造型與態勢進行了相互統一。由此可見，產品的形態要想獲得充足的美感，除了要有抓人眼球的造型特征，還必須具有相應的精神態勢，這樣才能使產品達到“形神合一”的境界[3]。大自然是人類賴以生存的環境，人類通過對各類生物形態及習性的觀察，從中得到了眾多設計的靈感，進而對工業產品中的形態實現了突破與創新，從而發明出了許多形態仿生類產品。如圖1 所示，這款可愛虎鯨造型的兒童救生圈，它的設計靈感來源于海洋中的虎鯨，通過模仿虎鯨的形態特征，并加以適當夸張的造型表現手法，讓兒童在使用該產品時可以得到豐富的感官體驗。兒童平衡車的創新設計同樣可以從形態仿生學的角度進行相應的設計延展，從而將兒童平衡車的形態、結構、功能、色彩等方面有機結合在一起。

運用形態仿生方法設計的兒童平衡車，不僅能夠憑借新穎的外觀造型吸引兒童的視線，還可以給孩子們帶來豐富的感官體驗，提升兒童的感官靈敏度，讓孩子更加容易地感受到大自然生物的神奇與奧妙。例如，長頸鹿、大象帶給孩子的感覺是高大威猛，海獅、海豚則給孩子的感覺是友好親切。不同的生物形態應用到兒童平衡車的設計之中會帶給兒童截然不同的心理感受。考慮到兒童由于年齡偏小，自身的認知能力有限，那些較為復雜且陌生的形態并不會提起他們的興趣，反而會讓他們出現厭惡恐懼的心理。兒童更加喜歡造型新穎、生動有趣以及他們熟知的生物形態[4]。例如家中常見的狗與貓、公園里的樹木花草、動畫中喜愛的動物角色等等。

3.2 結構仿生設計的應用

生物的結構是決定該生物生命形式與種類的重要因素，通過模仿該生物內部的結構，分析其內部構造原理，并結合工業設計的理念對產品的結構進行仿生創新，可以使設計出來的產品具有該仿生物的結構特征。例如，雞蛋內部的拱形結構與蛋殼表面的彈性膜構成了預應力結構，該結構具有承壓大、恢復力強的特點，現已廣泛應用于建筑工程上;蜜蜂的蜂巢結構是由眾多排列整齊的六棱柱形組成，人們仿其構造制成了蜂巢式夾層結構板，如圖2 所示，該結構板具有強度高、質量輕、用料省等優點，已普遍應用于航空航天領域中。

在兒童平衡車的結構仿生設計中，也應注重其結構的高強穩定性以及用料的安全輕便性，讓孩子騎著舒心，家長看著放心。在車身結構的設計上，也應充分體現出人性化的設計。例如，車身采用流線型的結構設計，可以有效減少平衡車對兒童的碰撞傷害，車把手及座位等細節部分可采用較為圓潤的拼接結構，防止尖銳部分傷害到兒童。兒童由于處在幼年階段，所以在他們使用結構仿生類的兒童產品時，家長需耐心將產品中的結構原理講解并演示給孩子看，并叮囑孩子相應的安全事項。運用結構仿生設計出的兒童平衡車，更有益于鍛煉孩子的動手能力和思維能力。

3.3 功能仿生設計的應用

產品的功能仿生設計主要研究的是仿生物在自然環境中固有的功能原理，通過觀察并記錄分析出該仿生物存在的功能特性，從而得到相關產品在功能設計方面的啟發。

兒童對于仿生產品功能的認知能力有限，他們大多會選擇帶有趣味功能的產品，以此來滿足他們的好奇心。兒童從小的智力開發一直是家長們關注的焦點，加入了功能仿生設計的兒童平衡車可以更好地開發兒童的智力，增強兒童的記憶能力及操作能力[5]。如圖3 所示，這款棕熊造型的積木玩具，由一個個單獨的積木模塊組成，兒童需要通過手腦結合，將不同形態的積木拼搭在正確的位置上，才能最終得到棕熊樣式的造型。從家長教育孩子進行認知學習的角度來看，具有功能性的產品，更容易受到家長的青睞。家長可以通過功能仿生的兒童平衡車合理適當的教育孩子，讓孩子在學到知識的同時，還可以滿足他們的求知欲望，從小培養出孩子保護大自然、敬畏大自然的良好品質。

3.4 色彩仿生設計的應用

生物的色彩是辨識生物的重要特征，色彩的仿生設計是指產品通過不同的色彩來傳達某些特定的語言信息，以滿足不同用戶的個性化需求。大自然中的生物是色彩斑斕的，給兒童留下的印象是非常深刻的。例如，大熊貓是黑白色相間的、北極熊是雪白色的、老虎是有黑色條紋的，酸酸的檸檬是黃色的、香甜的蘋果是紅色的等等。兒童內在心理日趨養成，獨立的性格與思維主導著兒童對于產品色彩的選擇，兒童喜歡豐富且鮮艷的色彩，豐富的色彩不僅具有美的固有屬性，還賦予了其豐富的感情色彩。例如，紅色代表熱情、黃色代表溫暖、藍色代表安靜、綠色代表生機。因此，在兒童平衡車的仿生設計中，色彩仿生的合理應用顯得尤為重要。

在兒童平衡車的配色方面，靈活的色彩搭配會激發出兒童濃厚的興趣，帶給他們強烈的視覺沖擊力，且有助于提高平衡車的設計水平[6]。因此，設計師在進行兒童平衡車仿生設計時要將色彩元素貫徹落實到整個設計系統中去。在進行色彩仿生設計時應優先選用天藍色、大紅色、草綠色、檸檬黃色等兒童熟知的顏色作為產品的主色調，這樣才能使該產品更加容易得到兒童的喜愛。

4 結語

不同種類的兒童產品對兒童在各個方面的成長都有著重要的作用，兒童平衡車作為學齡前兒童最熱愛的運動方式之一，自然也受到了眾多家長的青睞。將仿生設計合理應用于兒童平衡車的創新設計之中，不僅可以滿足兒童好奇心的需求，正確引導他們從小養成積極鍛煉的良好習慣，還可以滿足家長對于兒童產品安全性以及教育性的需求。