仿生學在家具設計中的表達與研究

尹夢涵 岳建宇 張明昊 趙清澤

摘要：家具的仿生設計不僅反映了設計師對生態環境的重視，還體現出現代生活環境下人與自然和諧共生的緊密聯系，同時體現了可持續發展理念在家具設計領域的延續。仿生學在家具造型上的融入，正好可以改進傳統的設計手法，賦予家具新的特性。在家具結構、色彩、肌理等方面，仿生設計能為人們的生活和工作提供更加人性化的考量，也更為全面地考慮了使用者的實際需求。作為可持續發展理念在家具設計中的具體表現，仿生設計是一種持續變化、進步的設計思維，可以盡可能為使用者提供降低消費成本、提高消費質量的生活方式，還可以與自然環境和諧統一。文章從仿生學的發展、仿生家具設計、仿生家具設計的表達形式等方面探究仿生學在家具設計中的應用，以啟發現代家具設計，為現代家具設計師提供借鑒。

關鍵詞：家具設計；仿生學；仿生設計；人性化

中圖分類號：TB472；TS664 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）04-0-03

1 仿生學與家具設計

近年來，我國的房地產業迅猛發展，也促進了我國家具產業快速發展。然而，由于家具設計缺乏統一的規范，也沒有固定的受眾群體，因此產品的設計呈現單調、不新穎的特點，不能滿足使用者的需求。所以，設計師要根據人們的生活習慣和心理需求，用創新思維進行設計。仿生學可以為家具的設計提供天然要素，從而更好地滿足現代消費者的審美需求，實現自然美和藝術美的完美結合。設計師應從自然中汲取靈感，并將其模仿應用于家具設計中。

1.1 仿生學的發展

早在古代，人們就已經學會從動植物中提煉所需的元素，從而形成特色文化。無論人類文明發展到什么程度，仿生技術對人類的生活都有很大的影響。人在大自然中生存，與動植物比鄰，它們具有各種特性，讓人不由自主地想要模仿［1］。人們利用自身的觀察、思考和設計能力，開始模擬動物，并充分發揮創造力，制作出一些簡易工具，比如古人觀察到魚在水里擺動和游動，就在設計船只時把木漿放在船尾，模擬魚的動態造型。這些都是最初的仿生設計展現，盡管還比較粗糙，但也是當前仿生學發展的基石。

仿生學是近年興起的一門與生物技術相結合的前沿科學，它模仿動物和動物的外形特征，為工程與設計提供新的途徑和創意。仿生并不是單純的模仿，而是一種技術的進步。針對設計要求，從仿生對象中提取和分析一系列生物特性并有機結合，創作出新的設計作品。將仿生的概念應用到家具產品中是家具設計發展的必然趨勢［2］。

1.2 仿生家具設計

仿生設計是基于對自然生物的特性進行研究的一種新的設計形式，從而創造出一種新的精神境界。

家具是影響人們日常工作和生活的一個重要因素，它的設計也離不開仿生技術。隨著人們對家具的需求不斷改變，家具的造型也應該不斷創新。設計師們創作靈感的來源轉移到了對自然生物特性的模擬上，讓原本的設計與仿生的概念相融合。具象造型的仿生家具在外表上往往易被人理解和接受，原因在于它可以提供一種直觀的視覺體驗。

自然界的多樣性為家具設計提供了新的思路，并突破了傳統家具設計的限制。設計師可以從生物特性中尋找靈感，使室內環境富有生態情趣［3］。仿生的出現為家具設計增添了豐富的情感，設計者站在使用者的立場，將工業制造技術和自然的生物特性結合起來，既能讓家具有新的外觀，又能讓人產生強烈的情感共鳴。

當人走進一個特定的室內空間與仿生家具互動，會自然而然地感到輕松愉快，這就是所謂的人性化設計的魅力，它可以改善家具在空間環境中的單調性，帶給使用者心靈上的安慰與關愛。仿生家具設計是人與自然的完美結合，設計師以自然為靈感，將自然的美感融入設計中。仿生設計是連接人類生活和自然生態的橋梁，是人類社會與自然生物的有機結合，也是設計發展的新亮點。

2 仿生學在家具設計中的表達形式

仿生設計有悠久的歷史，無論是公共用品，還是室內裝飾，都充分體現了古人的創意和聰穎。比如明代家具中的官帽椅，其充分展現了設計者的智慧和創造性。在海外，高迪的住宅和米拉的公寓也讓人浮想聯翩，成為時尚、前衛的設計符號，也是人體工程學與仿生技術相結合的杰出代表。

2.1 形態仿生

形態仿生是對自然生物的外在形象和象征意義進行深入的研究，并運用相應的藝術加工方法進行設計。構成家具外形的方式可以是通過直觀的技術表現出家具外形的具象式仿生設計，也可以是傳達出深層寓意和內涵的抽象仿生設計。

2.1.1 具象形態仿生

家具的具象仿生設計是將家具的形態變形，與生物原型類比，從而達到視覺效果上的模仿，觀者能夠迅速辨認出其展示的生物形象，以及該家具展現出的具體表征，從而讓消費者了解到設計師想要傳遞的設計內涵［4］。這種造型方式是從大自然中直接衍生出來的，極具生活氣息。

正如“豌豆公主”這款休閑座椅，即使不知道它的名字，從看到“豌豆”這一形象的第一眼就能直觀顯現在腦海中。這款休閑座椅像一顆飽滿的豆子，身材圓潤勻稱?！巴愣构鳌毙蓍e椅的扶手是多層實木膠合彎曲工藝的展現。同時，因為其依據人體工程學進行設計，并采用了曲美獨特設計工藝編制尼龍繩和彈簧，從而保證了座椅的彈性，也擁有極好的透氣效果。坐的時間較久也不會出現身體上的不適。

2.1.2 抽象形態仿生

家具的抽象形態仿生是通過概括、歸納，提煉出展現設計者意圖的生物形態的特性，并加以適當的夸張、變形，通過整體的造型來把握家具的結構形式，最終將其形象呈現在家具的形態、結構或表面的裝飾等方面。

HygroShape是世界上首個真正實現自塑型的仿生家具。家具自塑成型的原理源于木材吸濕收縮的自然現象。這一過程在無聲無息中發生，無須人的參與，亦無須任何工具或安裝說明，它在眨眼之間平穩地展開。設計基于木材的固有特性，采用特殊技術使家具構件以平面的形式生產并被包裝，使用者打開包裝時，家具構件會自動展開成型。

2.2 結構仿生

在家具設計中，結構仿生設計扮演著重要角色。結構仿生設計結合自然生物的形態和特殊的構造，創造出一種全新的仿生系統，把自然的結構和功能轉換成獨特的時尚元素，把創意與技術完美融合在一起，將其無限放大，以達到最好的效果，契合現代時尚的潮流，同時保持設計與原生態結構的一致性。

由Marco Hemmerling和Ulrich Nether設計的Generico椅采用生成算法設計，屬于計算或參數設計領域，即在設計過程中使用算法。生成式設計允許軟件通過實現滿足特定參數的設計來添加其專長。椅子被3D打印出來。生成式設計也有其制造限制。然而，其還具有一種骨骼魅力，這是由創造性和軟件輔助形式設計的獨特結合帶來的。椅子在保持強度的同時，有一個靈活的靠背，但體積大幅減少，使用了更少的材料，還保持與人體工程學設計規律的契合，使椅子坐起來很舒服。

2.3 色彩仿生

色彩仿生設計就是將大自然中最本真的色彩搭配方式提取出來，再靈活運用于家具設計中，使家具展現出更加和諧的視覺效果，使設計靈感得以更好地表達出來。色彩及肌理有豐富的情感語言，俄羅斯畫家列賓曾說，“色彩即思想”，古今中外的藝術家幾乎都懂得并善于“以色傳情，以色抒情”。而優秀的設計師更是要將色彩作為情感表達的一種媒介，并賦予其巧妙的象征意義。色彩的變化會影響室內空間的氛圍，從而對人的心情、心理產生一定的影響。

“艾拉”荷葉椅將寫意和寫實巧妙融合在一起，采用了聚碳酸酯為材質，完全通過手工雕刻制作而成。椅子的外形設計上借鑒了國畫中荷葉的造型，椅子的腿部使用了簡潔的黑色，濃墨重彩的椅身將水墨的暈染特色充分展現出來。特殊的制作工藝使椅子的色彩不規則擴散開來，使椅身呈現出獨特的視覺效果。透明的底色外加綠色、藍色的點綴，給人一種染料擴散在水里的感覺。

2.4 肌理仿生

肌理仿生同樣擁有豐富的情感語言，如皮革柔軟的肌理象征著自然與生命，光滑、堅硬的石材則表達了堅毅與冰冷。將獨特的肌理運用于家具設計中，讓其變得更加別致，可以增強其給人帶來的視覺與觸覺感受，為使用者提供更為豐富的體驗。設計師捕捉一些生物的肌理特征，結合現代化的設計手法，運用現代化的生產工藝，就能使家具展現出自然的色彩和獨特的質感，賦予家具自然的靈魂和濃厚的人情味［5］。

以生物為原型設計的“Wings”翅膀椅子就具有獨特的仿生造型，模擬了蝴蝶休息時的翅膀。其是一款休閑椅，由塑料制成，椅子的紋理也仿制了蝴蝶翅膀的紋路進行設計，使用了集成技術。產品的外觀靈感源于蝴蝶的運動，旨在以固體物體顯示出生命的跡象。椅背與座面中部相連，兩側座面敞開，環繞人的整個臀部，讓人坐起來更舒服。椅腿部分的設計為雙層支撐，增強了椅子的支撐力和表現力。整個設計通過模仿蝴蝶翅膀不同狀態下的形態進行設計，捕捉了蝴蝶飛翔時翅膀扇動的動態美，張開的座椅兩側形成座椅扶手，表面的結構也模擬了蝴蝶翅膀的紋理，使人感受到勃勃的生機。

3 仿生家具設計對現代家具設計的啟示

在如今工業化的家具生產形勢下，家具設計的模式化需要改善，要將家具設計與“以人為本”的設計宗旨聯系起來，將人的情感需求放在首位，區別于機械化設計。隨著生活水平的提升，人們對生活細節的把控有了更多的需求，無差別化的量產家具已經無法滿足人們對美好生活的向往。

仿生家具設計的實質是將人類的情感需求作為首要因素加以考量，為家具產品融入文化元素，提升其藝術價值和增強其情緒引導作用?；诜律鷮W理論知識，設計師使家具在擁有自然特征的同時，兼具人文關懷，且兩者之間協調統一。水泥構筑物的層層圍合使人對自然愈發疏離，生活中自然生物的元素也趨近于無。因此，應對家具進行仿生設計，以實現家具的情感化表達，把自然元素作為家具設計的基調，突出家具的人文因素及使用者的情感需求，以使人們在使用家具的過程中能感受到自然的魅力，進而引發人們對自然環境的重視與關心。

4 結語

家具在人們的生活中有著舉足輕重的地位，不僅會給使用者帶來舒適的感受，還展現出人們的個性化審美和獨特品位。可以適當運用仿生學的理論知識，借助大自然的神來之筆，通過模擬生物的形態、功能等設計出有價值的家具，同時推動家具產品的更新。甚至可以基于生物的視覺器官識別圖像實現視覺信號的分析、處理，再應用到產品設計、視覺傳達設計、環境設計等領域，創造出具有生命力的產品，讓設計回歸自然，讓人類與自然共生。

仿生設計是一門很有研究價值的學科，研究生物和自然物體的外在形式、符號意義，再將它運用到設計中。通過對家具進行仿生設計，可以給家具行業帶來新的生機，有更多的靈感和素材供現代設計師借鑒。仿生學是一個充滿活力的領域，其發展步伐不會停滯，其旺盛的生命力會引導設計師在今后的道路上不斷前進。

參考文獻：

［1］ 李穎.淺談仿生設計在家具造型中的運用［J］.中國科教創新導刊，2011（25）：162.

［2］ 管家源.仿生設計在家具設計中的運用與研究［J］.科技與創新，2020（3）：140-141.

［3］ 張立華.淺談仿生學在家具造型設計中的運用［J］.藝術品鑒，2016（9）：27，53.

［4］ 楊帥，朱毅，張蘭俠.仿生學在現代家具設計中的應用［J］.山西建筑，2013，39（18）：220-222.

［5］ 潘質洪.仿生學在家具設計中的應用研究［J］.藝術家，2018（3）：54-56.

作者簡介：尹夢涵（1998—），女，山東濟寧人，碩士在讀，研究方向：建筑環境藝術設計、藝術設計。

岳建宇（1996—），男，山東棗莊人，碩士在讀，研究方向：建筑環境藝術設計、藝術設計。

張明昊（1997—），男，山東淄博人，碩士在讀，研究方向：建筑環境藝術設計、藝術設計。

趙清澤（1997—），女，福建福州人，碩士在讀，研究方向：建筑環境藝術設計、藝術設計。