產品設計中關于仿生設計的探討

張海燕 杜 玉

（吉林動畫學院設計學院，吉林 長春 130012）

1 前言

仿生學是在現代生物科學與技術科學之間發(fā)展起來的、模仿生物系統(tǒng)的原理來建造技術系統(tǒng)的一門新興邊緣學科，它通過研究生物系統(tǒng)的結構性質、能量轉換和信息傳遞與處理的原理，并將所獲得的知識，用來改進和完善現有的科學技術裝備、裝置，以及為創(chuàng)造新的科學技術裝備、建筑結構和新工藝提供原理、設汁思想或規(guī)劃藍圖。仿生設計就是以現代仿生學和工業(yè)設計學為基礎，通過研究自然界萬事萬物的功能、形態(tài)、結構等，并應用仿生學的研究成果，為設計提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途徑?？梢哉f仿生設計恰似“橋梁”和“紐帶”，連接著現代仿生學與工業(yè)設計學。

2 產品設計的本質說明

在產品設計中，我們設計的對象是產品，設計的目的卻是人。也就是說，無論我們設計什么樣的產品最終都是為了滿足人們的需求:設計是人為的設計，設計也是為人而設計的。產品設計的出發(fā)點和歸宿都是為了不斷滿足人們日益增長的物質和文化精神的需要。產品設計的全過程都有人的因素存在。人的需求在產品設計中具有重要的作用:“需求是發(fā)明之母?！比祟惖脑煳镄袨槭窃谌说男枨蠡A上產生的必然的行為。在歷史長河中，人類從猿進化而來，其和動物的最大區(qū)別就在于人類能夠有目的地造物，這種目的就是人類的需求。一個能夠最大限度地滿足人類需求的產品就是一個好的產品。而人類的需求大體有兩個大的方向:一個是物質需求助能；一個是精神需求。

就仿生設計的設計形態(tài)語意產講是一種人性化的設計，在設計中考慮到了人的物質以及精神需求，將生態(tài)觀念巧妙地導入到設計過程當中，從而創(chuàng)造出一種具有生命意義的栩栩如生的形態(tài)語義，使人們從心理上接受它。而且通過仿生特別是對人體本身的仿造進行設計，可以達到產品形態(tài)與人親和的效果，能更準確地表達產品的功能.便于產品與人之間良好的溝通。

3 工業(yè)產品的仿生設計是一種觀念和情感的表達

長期以來，人們生活在復雜的自然環(huán)境當中，接觸到各種各樣的事物后，人們自然就會對事物的形態(tài)、色彩、質感等產生一種先人為主的認識，久而久之，某些事物的特點就會具有廣泛的意義，成為約定的符號。

美國學者赫伯特·西蒙提出:設計是人工物的內部環(huán)境(人工物自身的物質和組織)和外部環(huán)境 (人工物的工作或使用環(huán)境)的相互接合。這種接合是圍繞人來進行的。“人”是設計的一個方面，是設計的主體和設計服務的對象，而作為“產品”則是設計的直接對象。我們設計一個產品不能單一地考慮產品本身，當我們看見一件產品時它帶給我們的不僅僅是使用功能、所用材料以及形態(tài)外觀，也包含著對傳統(tǒng)思考、文化理喻、科學觀念等的感覺和認知。任何一件產品的內容，都必須超出產品中所包含的那些表象。觀念和情感是一個產品在設計時就要考慮的，如何傳遞給人，取得與人的感情共鳴。這種感受的傳達存在著確定性與不確定性的統(tǒng)一。情感把握在于深人目標對象的使用者的感情，而不是個人的情感抒發(fā)。仿生設計側重于用自然物的形態(tài)、色彩、肌理等引發(fā)心理情感，體現大自然和諧與共生的精神哲學，它反映著設計與人的關系。

尤其在當今的信息化時代，人們對產品的要求越來越高，他們不再滿足于過去簡單的單一的功能設計領先，而轉向了迫求產品外觀的清新、自然、淳樸，注重返璞歸真以及情趣化的設計。仿生設計恰好可以做到讓設計回歸自然并賦予設計形態(tài)以生命的象征，體現人類特定的觀念和情感。

4 仿生設計是設計創(chuàng)新的思維源泉

德國著名設計大師路易吉·科拉尼說:“設計的基礎來自誕生于大自然的生命所呈現的真理之中。”這是一句至理名言，一語中的道破了設計界的真理:設計創(chuàng)新的思維源泉源自于仿生設計。自然生物微妙的結構變化始終影響著人類的設計意識。我國古代建筑設計大師魯班因茅草割破了手指，于是仿造葉子的齒狀邊緣發(fā)明了木工用的鋸子，現代人模仿昆蟲單復眼的構造特點，造出了大屏幕模塊化彩電和復眼照相機，根據蜻蜒的飛行原理研制成功了直升飛機。1985年瑞士設計師齊爾吉-朵麥斯特拉爾發(fā)明了貝爾克洛鉤拉粘附帶片也是因為他在狩獵時看到褲管上粘滿了蒼耳籽，用放大鏡觀察發(fā)現蒼耳籽上布滿著倒鉤的小刺從而得到的設計靈感。

很多的產品設計者都是人類從極為平常的生物現象中領悟出的深刻結構原理，從生物功能的進化上對產品進行的有效的設計?？茖W研究表明，人類不具備的許多感官特征在生物界的眾多動植物身上卻存在。如蝙蝠能感受到超聲波;鷹眼能從三千米高空敏銳地發(fā)現地面運動著的小動物;蛙眼能迅速判斷目標的位置、運動方向和速度。大自然的奧秘不勝枚舉。

每當我們發(fā)現一種生物奧秘，就產生了一種新的設計可能性，也可能帶給我們一種新的生存方式。

仿生設計可以從三個方面應用于產品設計中:a.從功能出發(fā)，研究生物的結構形態(tài)，在感性認識的基礎上，除去無關因素，建立一個生物的模型。對照原型進行定性分析，用模型模擬生物結構原理。b.從生物形態(tài)出發(fā)，研究仿生形態(tài)、比例、機能。用模型的手法，對生物體進行定量分析，掌握生物機體的結構尺度，從具象的形態(tài)和結構中，探索其特殊功能和運動協(xié)調的特點。形態(tài)仿生有具象仿生和抽象仿生之分。

a.所謂具象形態(tài)是通過人的眼睛真實地反映感覺到的形態(tài)。它是逼真的再現事物的形態(tài)。情趣性、可愛性、有機性、親和性、自然性，是具象形態(tài)具有的特點，所以在玩具、工藝品中應用得比較多。但是在工業(yè)產品不宜采用具象形態(tài)，因為具象的形態(tài)太過于復雜。b.所謂抽象形態(tài)是抓住事物獨特的本質特征后用簡單的形體把它反映出來的一種形態(tài)。此形態(tài)必需有一定的生活經驗的積累，經過聯想和想象把形浮現在腦海中，那是一種不實在的形，但是這個形經過個人主觀的情感聯想所產生的形變化多端、色彩豐富，在產品造型設計中常常會用到這種抽象形態(tài)的仿生.他能夠體現產品的特征，而且較為簡潔。c.仿生形態(tài)直接模仿生物的局部優(yōu)異機能。如模仿海豚皮制作的魚雷外殼減少了前進阻力，船舶采用魚尾型推進器可在低速下取得較大推力。但是，在仿生形態(tài)的研究和應用中很少模仿細節(jié)，而是通過對生命系統(tǒng)的構造和工作原理研究，總結出仿生形態(tài)的科學規(guī)律。

5 仿生性設計是現代化產品設計的大趨勢

現實社會的主體是人與機器構成。機器是為人服務的，人類發(fā)明機器是為了讓其代替人，從而解放人類于強的壓力之中，而機器對人類的解放程度取決于人們對之使用的舒適度。

隨著生活的進步，工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)產品的形態(tài)也越來越多了。雖然如此，在現實生活中，仍有許多設計師有很多很好的發(fā)明不能找到良好的合適的外觀造型去實現它。此時運用仿生學的原理，賦予產品一個形象的外觀造型就是一個最好的選擇，而且生活節(jié)奏的加快導致人們在產品的使用上越來越多地考慮到宜人性。

這種仿生形態(tài)的宜人性可使人與機器形態(tài)更加親近并蘊含著生命的活力。產品設計的對象是產品，但設計的目的卻不是產品，而是為了滿足人們的需求、產品的功能是產品滿足人們要求的物質核心，而產品的外型卻是產品滿足人們要求的精神核心。所以設計師不斷地在設計中做出適應的調整來滿足人類需求的不斷變化。生物機體的構造不斷地生長變化著，設計師不斷地根據人類的物質和精神需求，利用生物形態(tài)中包含的豐富造型設計語言，不斷調整其舒適性和宜人性，從而使得人機對話更加輕松。順應了現代化產品設計的大趨勢。

在工業(yè)產品設計中仿生性設計思維是對基本產品設計能力的訓練，但是我們必須正確認識仿生設計的實質是對自然物的再創(chuàng)造過程，而不是簡單的模仿，注重“神似”而非“形似”。

6 結束語

自然的人機界面與和諧的人機環(huán)境已逐步變成信息世界關心的焦點。因此，仿生設計使產品有更加完備的功能性界面和更加自然和諧的情感性界面，更好地滿足了人的需求。作為人類社會生產活動與自然界的契合點，仿生性設計思維使人類社會與自然世界達到高度的和諧統(tǒng)一,仿生設計勢必成為工業(yè)設計發(fā)展創(chuàng)新的主要手段之一。