仿生學(xué)在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王謙

（河南工業(yè)大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院， 河南 鄭州450001）

仿生學(xué)在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王謙

（河南工業(yè)大學(xué) 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院， 河南 鄭州450001）

仿生學(xué)是指人類模仿自然界生物的某項(xiàng)功能，從而進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的一門科學(xué).自汽車誕生之日起，汽車設(shè)計(jì)師們就沒有停止過(guò)仿生學(xué)在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的嘗試與應(yīng)用.隨著人類科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于生物的認(rèn)知能力進(jìn)一步加深，生物某些功能的優(yōu)異性也更加為人類所了解.因此，重視仿生學(xué)在汽車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，勢(shì)必會(huì)將汽車造型設(shè)計(jì)的發(fā)展帶入到一個(gè)嶄新的階段.本文分析了仿生學(xué)的內(nèi)涵與汽車造型仿生設(shè)計(jì)的分類，闡述了仿生學(xué)應(yīng)用于汽車造型的意義，最后從四個(gè)方面，論述了仿生學(xué)在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.

仿生學(xué)；汽車造型設(shè)計(jì)；必然性；應(yīng)用

汽車，這個(gè)改變世界的神奇機(jī)器，已經(jīng)陪伴著人類走過(guò)了一百多年的歲月.現(xiàn)階段，汽車因其方便快捷的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為使用最為廣泛的路上交通工具，人類社會(huì)對(duì)于汽車的依賴程度也越來(lái)越高.汽車造型設(shè)計(jì)一直都伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它不但影響著汽車的各項(xiàng)性能，同時(shí)也是吸引消費(fèi)者眼球，使他們產(chǎn)生購(gòu)買欲望的一個(gè)重要因素.自汽車誕生之日起，汽車設(shè)計(jì)師們就一直從自然界尋找創(chuàng)作的靈感，仿生學(xué)便有意無(wú)意的被應(yīng)用于汽車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域.事實(shí)上，仿生學(xué)對(duì)于優(yōu)化汽車造型設(shè)計(jì)，提高汽車各項(xiàng)性能，甚至是推動(dòng)汽車工業(yè)發(fā)展均有著重大意義.那么如何充分利用仿生學(xué)，使其在汽車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域中發(fā)揮應(yīng)有的作用，就成為擺在我們面前的一項(xiàng)重大課題.

1 仿生學(xué)概述

1.1 仿生學(xué)內(nèi)涵

仿生學(xué)是一門研究生物的特殊本領(lǐng)，利用生物的結(jié)構(gòu)、功能原理來(lái)研制機(jī)械設(shè)備或開發(fā)某種新技術(shù)的學(xué)科.仿生學(xué)的研究對(duì)象是生物體的結(jié)構(gòu)、功能以及工作原理，并通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)將這些理論應(yīng)用于人造工程技術(shù)之中，從而推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展.經(jīng)過(guò)幾十年的積累與發(fā)展，仿生學(xué)取得了豐碩的研究成果，并成為了人類開闊眼界、創(chuàng)新技術(shù)的一項(xiàng)重要手段.

1.2 汽車造型仿生設(shè)計(jì)的分類

1.2.1 “形”仿生

受多種因素的影響，設(shè)計(jì)師會(huì)出現(xiàn)靈感匱乏的情況，他們?yōu)榱嗽O(shè)計(jì)出合理、優(yōu)美的外形，而將目光轉(zhuǎn)移動(dòng)大自然之中，去尋找靈感.大自然之中包含著不可計(jì)數(shù)的生命體，它們經(jīng)過(guò)了數(shù)億年的進(jìn)化，其外形不但適應(yīng)自然環(huán)境，同時(shí)也顯現(xiàn)也了令人驚嘆的韻律與美感.許多設(shè)計(jì)師通過(guò)細(xì)心觀察、總結(jié)規(guī)律、獲得了靈感，并將其與自己智慧融為一體，從而設(shè)計(jì)出了能夠符合自然規(guī)律、展現(xiàn)生命本質(zhì)的汽車造型設(shè)計(jì).對(duì)自然外部形態(tài)的仿生，人們更加強(qiáng)調(diào)的是生物體本身的物理幾何構(gòu)成，而不是符號(hào)層面的識(shí)別，因此，“外”仿生所傳達(dá)的更多的是生物體的物理屬性.

1.2.2 “神”仿生

對(duì)“神”的仿生重點(diǎn)是對(duì)生物體的神態(tài)進(jìn)行抽象的處理，使用象征手法對(duì)生物體的神態(tài)進(jìn)行高度概括，然后將提取出來(lái)的，具備象征意義的“神”應(yīng)用于汽車造型設(shè)計(jì)之中.由于“神”仿生需要把握住生物體的美感特征，對(duì)生物體的神韻進(jìn)行抽象處理，所以設(shè)計(jì)師必須要具備極強(qiáng)的想象力，同時(shí)還要能夠熟練運(yùn)用語(yǔ)言學(xué)中的“隱喻”的手法.當(dāng)人們看到由“神”仿生而創(chuàng)造出的圖案時(shí)，人們會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生聯(lián)想，從而獲得一種精神與意識(shí)層面的享受.因此，“神”仿生所傳達(dá)的應(yīng)該是生物體的精神屬性. 1.2.3“形”與“神”的結(jié)合仿生

“形”與“神”的結(jié)合仿生，要求設(shè)計(jì)師既要抓住生物體的物理屬性，同時(shí)還要把握住生物體的精神屬性，從而使汽車造型的“形”與“神”實(shí)現(xiàn)高度統(tǒng)一.需要注意的是，“形”與“神”二者之間并沒有嚴(yán)格的限制，也不分主次，我們對(duì)這兩者進(jìn)行處理時(shí)，根據(jù)側(cè)重點(diǎn)不同而有所取舍.有時(shí)“意”的仿生需要通過(guò)“形”的仿生來(lái)實(shí)現(xiàn)，有時(shí)“形”的仿生則需要伴隨著“意”的表達(dá).本文所采用的劃分方式是根據(jù)“形”、“神”的方式進(jìn)行劃分的，除此之外，還有功能、結(jié)構(gòu)等仿生方式，這些仿生方式側(cè)重于利用生物的結(jié)構(gòu)、功能原理來(lái)對(duì)汽車進(jìn)行造型設(shè)計(jì).

2 仿生學(xué)應(yīng)用于汽車造型的意義

2.1 豐富了汽車產(chǎn)品的造型語(yǔ)言

自然界擁有著數(shù)量眾多的有機(jī)生命體，這些生命體形態(tài)各異、結(jié)構(gòu)巧妙、色彩斑斕，而且它們的生存技能、生存方式都可以為汽車造型設(shè)計(jì)提供借鑒，因此人類能夠從仿生學(xué)中取得無(wú)窮無(wú)盡的資源，而且在追求與探索的過(guò)程中，人類的想象力也被激發(fā).除此之外，生物體的構(gòu)造是符合自然生存法則的，這就賦予了生物體天然的與大自然溝通的能力，人類將仿生學(xué)應(yīng)用于汽車造型設(shè)計(jì)之中，從某種程度上也體現(xiàn)出了人類與大自然溝通的渴望，一方面提升了汽車形態(tài)的靈活性，另一方面也使汽車的造型語(yǔ)言更為豐富.

2.2 提高了汽車產(chǎn)品的親和力

人類自進(jìn)入工業(yè)時(shí)代以來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自然資源的過(guò)度開發(fā)與利用，將人類以及人類制造的機(jī)器放在了自然界的對(duì)立面.隨著人類文明的不斷進(jìn)步，人類開始反思自己的行為，回歸自然、融入自然、與自然和諧相處的意識(shí)日漸覺醒.在工業(yè)設(shè)計(jì)方面，主要表現(xiàn)為由人為形態(tài)符號(hào)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀恍螒B(tài)符號(hào)，這種轉(zhuǎn)變?nèi)找姹簧鐣?huì)大眾所接受，并成為現(xiàn)代產(chǎn)品重要的設(shè)計(jì)理念.因此，模仿生物形態(tài)而制造出的汽車產(chǎn)品對(duì)于人類而言，更具有親和力，人類從中不但能夠看到生物體、自然界，甚至能夠反觀到人類自己.人類無(wú)論如何發(fā)展，終究是大自然的一部分，源自于自然的設(shè)計(jì)理念，對(duì)于人類來(lái)講是非常親近的.也正是由于產(chǎn)生這種設(shè)計(jì)理念，人類以及人類制造的機(jī)器有了回歸自然的趨勢(shì)，相信未來(lái)隱藏在人類內(nèi)心的對(duì)立與不安也會(huì)逐漸消除.

2.3 賦予汽車產(chǎn)品生命特征

隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步以及汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)于汽車設(shè)計(jì)也有了新的要求，不只是要求提高汽車的各項(xiàng)性能，同時(shí)還追求回歸自然、與自然的和諧相處的方式.回歸自然、向往自然的因子一直都隱藏在人類的潛意識(shí)之中，這實(shí)際上是人類的一種天性.現(xiàn)代快節(jié)奏的生活方式，使人們離自然越來(lái)越遠(yuǎn)，而那種隱藏在潛意識(shí)之中的回歸自然的想法也日漸萌動(dòng).仿生學(xué)在機(jī)器制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，能夠?qū)⒆匀唤缰械纳盍x予到冰冷的機(jī)器之中.特別是那種生物機(jī)體為了生存、發(fā)展，而與周圍環(huán)境對(duì)抗的張力，催動(dòng)了人們回歸自然、熱愛生命的潛在意識(shí).仿生形態(tài)產(chǎn)品實(shí)際上正是迎合了人類回歸自然的這種心理.而且賦予汽車造型設(shè)計(jì)以生命特征，實(shí)際上也已經(jīng)在人類社會(huì)中達(dá)成了共識(shí).制造汽車所使用的鋼鐵雖然是冰冷的，但人類賦予它的生命意識(shí)卻永不停歇的跳動(dòng)著，同時(shí)迸發(fā)著火熱的光芒！

3 仿生學(xué)在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 “形”仿生的應(yīng)用

汽車的外形是消費(fèi)者必須要考慮的一個(gè)重要因素.因此，汽車的外部輪廓作為汽車造型設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)師必須要對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)考慮.根據(jù)汽車的結(jié)構(gòu)不同，我們可以將汽車的外部輪廓簡(jiǎn)單的分為：前圍、側(cè)圍、后圍以及頂蓋，這四大部分也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)所在.我們?cè)谶\(yùn)用仿生學(xué)進(jìn)行汽車造型設(shè)計(jì)時(shí)，并不是單純的追求與原有生物體的逼真性，而是要抓住生物體的本質(zhì)特征加以模仿.雖然是對(duì)生物體的“形”進(jìn)行模仿，但也絕對(duì)不能照搬照抄，而是要把握住原型的神韻，再結(jié)合汽車自身的設(shè)計(jì)定位，從而尋找到既源于具象，又超越具象的設(shè)計(jì)方法.比如德國(guó)的波爾舍博士在1933年設(shè)計(jì)出了“甲殼蟲汽車”.“甲殼蟲汽車”在外部輪廓上從甲殼蟲這一生物體上汲取了靈感，將甲殼蟲的外形進(jìn)行提煉與加工，再結(jié)合汽車自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終設(shè)計(jì)出了這款風(fēng)靡全球的作品，而這款汽車也成為了“形”仿生的經(jīng)典之作！對(duì)“甲殼蟲汽車”進(jìn)行觀察，我們不難發(fā)現(xiàn)，它在凸顯內(nèi)部駕駛空間的同時(shí)，還給人一種可愛、時(shí)尚的感覺.這對(duì)于那些追求時(shí)尚、個(gè)性的青年人來(lái)講，是極具吸引力的.

3.2 “神”仿生的應(yīng)用

汽車造型的物理外觀除了給人以形似的感覺之外，還能夠傳達(dá)一種情感層面的信息.比如凱迪拉克系列轎車堅(jiān)毅、硬朗的線條經(jīng)常使人聯(lián)想到男性，而上面論述的“甲殼蟲汽車”圓潤(rùn)、優(yōu)美的曲線則使人聯(lián)想到女性.這兩款汽車之所以能夠給人以不同的情感體驗(yàn)，主要是由于兩者在“神”的方面有所區(qū)別，而這種情感體驗(yàn)也是影響消費(fèi)者購(gòu)買行為的一個(gè)重要因素.我們進(jìn)行汽車造型設(shè)計(jì)的“神”仿生時(shí)，除了像“甲殼蟲汽車”那樣，將汽車的造型設(shè)計(jì)成生物體的具體形象之外，還可以采用“隱喻”以及“變形”的手法，將原有的具體形象加以抽象處理，從而使消費(fèi)者在看到這造型設(shè)計(jì)之后，產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)想，達(dá)到增強(qiáng)汽車造型感染力的目的. 3.3功能仿生的應(yīng)用

功能仿生主要是利用生物的部分功能原理來(lái)研制機(jī)械設(shè)備或開發(fā)某種新技術(shù)，從而使機(jī)器設(shè)備具有生物體的某些類似的功能效果.現(xiàn)階段，功能仿生已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車造型設(shè)計(jì)之中，比如鷗翼式車門，就是設(shè)計(jì)師從運(yùn)動(dòng)的鳥類翅膀中獲得了靈感，而設(shè)計(jì)出了這中獨(dú)特的與傳統(tǒng)車門迥然不同的開啟方式.我們知道，傳統(tǒng)的車門開啟方式是橫向開啟的，而鷗翼式車門則為縱向開啟形式，就如同鳥類展開的翅膀一樣.這種鷗翼式車門能夠有效節(jié)約車在停靠時(shí)的占地面積，從而節(jié)省了大量空間.

3.4 結(jié)構(gòu)仿生的應(yīng)用

我們知道，提高汽車速度，降低能源損耗的關(guān)鍵就是降低風(fēng)阻，同時(shí)這也是每一位汽車設(shè)計(jì)師用畢生精力所追求的一個(gè)終極目標(biāo).許多設(shè)計(jì)師將目光鎖定在了水中生物，并將魚類作為結(jié)構(gòu)仿生對(duì)象.通過(guò)多年研究，設(shè)計(jì)師與科學(xué)家聯(lián)手發(fā)現(xiàn)了魚類擁有著V字形的層疊鱗片，而且魚的脊背呈“階梯降”式排列，這就是魚類在水能夠保持較高速度的一個(gè)重要原因，而魚類在水中的運(yùn)動(dòng)與汽車在空氣中運(yùn)動(dòng)有著異曲同工之妙，魚類這一生理結(jié)構(gòu)同樣符合空氣動(dòng)力學(xué)的原理，因此，根據(jù)這一理念，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出了一種概念汽車——Moving Thinker.Moving Thinker以仿生 學(xué)理論為基礎(chǔ)，并應(yīng)用了空氣動(dòng)力學(xué)原理，對(duì)魚類的外部特征進(jìn)行了簡(jiǎn)化，最終完成了這一作品.該作品曾經(jīng)在第二屆中國(guó)汽車創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽中榮獲三等獎(jiǎng)，其靈感就是來(lái)自于水中的魚.

4 結(jié)論

綜上所述，仿生學(xué)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，實(shí)際上是反應(yīng)了人的基本需求與意識(shí)形態(tài)的一種延伸與升華，它體現(xiàn)了人類對(duì)大自然的一種人文關(guān)懷.根據(jù)仿生學(xué)理論而設(shè)計(jì)出的汽車造型作品，我們從中既可以看出原生態(tài)的質(zhì)樸之美，也能夠看出抽象加工之后的意象之美.如果仿生學(xué)沒有廣泛應(yīng)用于汽車造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域，汽車也許僅僅是作為一個(gè)交通工具而存在于世，我們也無(wú)法領(lǐng)略那些大師創(chuàng)造的令世人嘆為觀止的藝術(shù)作品，更不能對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展如此期待……

〔1〕李文江.仿生設(shè)計(jì)在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010(10).

〔2〕孟思源.仿生設(shè)計(jì)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究[J].科技信息，2010(07).

〔3〕方海燕，周小儒，袁金龍.汽車前臉造型的仿生設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2008(02).

〔4〕張希可，王秀峰.汽車仿生設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2008(12).

〔5〕許明星.仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].美與時(shí)代(上半月)，2010(02).

〔6〕劉玉寒.從形態(tài)仿生設(shè)計(jì)談產(chǎn)品創(chuàng)新[J].廣西輕工業(yè)，2010 (01).

〔7〕周伯軍.工業(yè)設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].包裝工程，2008 (01).

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1673-260X（2014）07-0091-02