產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計中的情感化設(shè)計

曾文博

（長沙師范學院藝術(shù)設(shè)計系，湖南長沙410100）

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計中的情感化設(shè)計

曾文博

（長沙師范學院藝術(shù)設(shè)計系，湖南長沙410100）

本文從理論研究角度出發(fā),首先對產(chǎn)品設(shè)計及仿生結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念理論進行簡要論述，在此基礎(chǔ)上提出情感化設(shè)計理念,并且總結(jié)了仿生結(jié)構(gòu)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計中的情感化因素。

結(jié)構(gòu)仿生；情感化；產(chǎn)品設(shè)計

在過去的一百年間，科學家們已經(jīng)開始到生物科學中去尋求答案，并且已經(jīng)作出了許多重要突破。今天的仿生學并不太關(guān)注各局部的形式或者事物的造型，而是關(guān)心可能發(fā)生的事，研究自然是如何讓這些事物發(fā)生的，各局部之間的相互關(guān)系是什么，以及各種系統(tǒng)的存在。人們通過借鑒自然生物，將其結(jié)構(gòu)特征運用到產(chǎn)品設(shè)計中，使設(shè)計的對象具有合理的結(jié)構(gòu)、鮮明的個性、自然的親和力等情感特點。

一、結(jié)構(gòu)仿生的概念

1960年，美國斯蒂爾博士提出了仿生學的概念，并作了定義：經(jīng)由模仿生物以建造技術(shù)系統(tǒng)的科學。仿生學是一門由生物學、數(shù)學及工程技術(shù)學互相貫穿聯(lián)系的科學。

結(jié)構(gòu)仿生作為仿生設(shè)計研究的一個分支，以工程力學為原理為基礎(chǔ)，通過研究生物肌體的構(gòu)造，建造類似生物體或其中一部分的機械裝置，通過結(jié)構(gòu)相似實現(xiàn)功能相近。結(jié)構(gòu)仿生涉及生物學、材料科學、結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制科學、空氣動力學和系統(tǒng)工程等工程科學，屬于跨學科研究領(lǐng)域。

二、情感化設(shè)計

情感化設(shè)計在學術(shù)界和工程界的提法不盡一致，目前也沒有統(tǒng)一的定義，在日本和韓國一般稱為“感性工學”（Kanseiengineering)”在我國，工程學術(shù)界一般也接受日本感性工學的相關(guān)概念，稱之為“感性意象或感知意向”，有的學者在此基礎(chǔ)上將感性意象與人工智能結(jié)合，提出人工情感理論，也有的學者稱之為“感性設(shè)計”。

情感化設(shè)計的主要研究包括消費者情感因素的測量、分析、建模，情感因素到產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)的轉(zhuǎn)換等，目前主要形成的理論體系有日本的感性工學理論和美國Dnad．A．Norman教授提出的三層次理論。

三、結(jié)構(gòu)仿生與情感化設(shè)計

美國社會未來學家約翰.奈斯比指出：“無論何處人都需要有補償性的高情感。這種補償性的高情感尤其體現(xiàn)在當今社會，社會越進步，人們就離大自然越遠，親近大自然的感覺反而越強烈?！边@句話說明在人的內(nèi)心世界一直都懷有對自然界中的生物形態(tài)和人類的產(chǎn)品設(shè)計相結(jié)合，是永不停止的追求，仿生設(shè)計正是這種追求的最好體現(xiàn)，是高情感的審美體驗的創(chuàng)造方法。

具有時代特點、情感價值、生活品位的仿生產(chǎn)品的出現(xiàn)，給人們帶來新奇感，充分滿足現(xiàn)代人情感和審美需求。仿生產(chǎn)品設(shè)計與人類的動機、欲望、價值、情感、生活責任、生命意義等各種層面聯(lián)系在一起，適應(yīng)處于感情匱乏時代人們的消費需求。

四、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仿生中的情感化設(shè)計體現(xiàn)

隨著對自然認識的深入和研究手段的進步，仿生學經(jīng)歷了從功能模擬到結(jié)構(gòu)仿生再到信息仿生，從力學仿生到物理仿生再到化學仿生，從個體仿生到生態(tài)仿生再到控制仿生這樣一個逐步發(fā)展的過程。比如蘇聯(lián)從20世紀60年代開始，重點致力于水生動物（如海豚）皮膚形態(tài)的研究，以便理解其快速游動、靈活轉(zhuǎn)彎的肌理，為艦艇設(shè)計提供仿生思路；英國雷丁大學仿生中心開發(fā)了先進的試驗手段，能完成從分子水平到組織及整個生物結(jié)構(gòu)的力學研究，他們把斷裂力學應(yīng)用到生物復合材料研究，如應(yīng)用鹿角韌性肌理進行沖擊防護設(shè)計（如頭盔設(shè)計）等；NASA進行了仿生材料、仿生結(jié)構(gòu)、仿生控制等方面的研究，并用于航空航天結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計；

生活中我們常見到的結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計有四種：蜂巢結(jié)構(gòu)、肌理結(jié)構(gòu)、減粘合降阻力結(jié)構(gòu)、骨架結(jié)構(gòu)。例如工程師們從一片樹葉的葉脈發(fā)現(xiàn)了其交叉網(wǎng)狀的支撐組織肌理，這些對建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計是十分有益的啟示。1947-1949年意大利結(jié)構(gòu)工程師奈爾維和建筑師巴托利設(shè)計的意大利都靈展覽館的巨型拱頂就是仿葉脈肌理而建造起來的。

結(jié)構(gòu)仿生研究已普遍運用有限元對生物結(jié)構(gòu)進行力學性能分析、仿真和預(yù)測。由于生物體復雜多樣，生物所處環(huán)境千差萬別，工程結(jié)構(gòu)功能各異，因而無論是結(jié)構(gòu)仿生理論，還是仿生工程應(yīng)用都需要進一步完善。

（一）豐富設(shè)計的表現(xiàn)方式，滿足多元化消費需求

伴隨商業(yè)模式的多元化發(fā)展，消費者購買商品的方式也隨之發(fā)生改變。將仿生結(jié)構(gòu)運用與設(shè)計中，使設(shè)計的表現(xiàn)方式不局限在形態(tài)、色彩、材料等方面，使其表現(xiàn)形式豐富起來，同時拜托現(xiàn)有的設(shè)計在結(jié)構(gòu)上的雷同化、模式化、陳舊化的現(xiàn)狀。

隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高,商品在不斷地更新?lián)Q代,人們的消費方式和消費觀念也在發(fā)生著改變,而目前市場上的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代人在新時代里的多元化消費需求,因此現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計需要突破傳統(tǒng)產(chǎn)品片面追求視覺效果的設(shè)計方式。自然生物在漫長的進化過程中,物競天擇,形成了科學合理的獨特結(jié)構(gòu),通過借鑒自然生物,將其科學獨特的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計中,可以使其具有合理性、藝術(shù)性、趣味性、獨特性、自然親和力等特點，由此可見仿生結(jié)構(gòu)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用是一個充滿活力和創(chuàng)新性的設(shè)計方向。

（二）提升產(chǎn)品的親和力，增強人與產(chǎn)品之間的互動性

現(xiàn)代生活節(jié)奏快、壓力大，人們渴望回歸自然，而產(chǎn)品作為人們生活的重要組成部分，在其設(shè)計中應(yīng)更加注重人的情感、心理等精神層面的表達方式。把情感化設(shè)計思想融入到設(shè)計中，已成為一種潮流與趨勢。通過將自然生物結(jié)構(gòu)特征進行提煉、概括、運用到設(shè)計中，可以使設(shè)計具有自然活力、親和力、趣味性的情感化設(shè)計特點，從而建立起消費者與產(chǎn)品在情感上、心理上的精神層面的交流互動；同時也可以使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理獨特，具有很強的適應(yīng)性，方便儲運、展示、使用等活動，從而拉近消費者與產(chǎn)品之間的距離，體現(xiàn)了情感化的人性關(guān)懷。

（三）反映生態(tài)設(shè)計思想，傳達綠色設(shè)計理念

設(shè)計源于自然，仿生結(jié)構(gòu)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，是自然與藝術(shù)的結(jié)合，擯棄掉無實用性的部分以減少材料，降低成本，易于回收，適應(yīng)了設(shè)計的發(fā)展趨勢，與當前提倡的生態(tài)、綠色的自然觀念相適應(yīng)，實現(xiàn)人造物與自然之間的和諧共存。

目前大多數(shù)的產(chǎn)品在使用功能生命周期內(nèi)，早早的就被淘汰掉了，這些產(chǎn)品不是被用壞了，絕大多數(shù)情況下是因為流于表面而很快過時。從本質(zhì)上看，產(chǎn)品生命周期之所以結(jié)束，是因為用以維系產(chǎn)品和用戶之間的“人機感情”已經(jīng)結(jié)束了。因此，真正環(huán)保設(shè)計并非單純研究色彩、材質(zhì)成分的仿生，基于仿生結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計把研究的落腳點放在如何在綠色設(shè)計的前提下，延長產(chǎn)品的情感生命周期，從而延長產(chǎn)品的生命周期。

雖然目前進入了信息時代，但是人工智能的發(fā)展水平仍然處于初級階段，為了實現(xiàn)用戶體驗下的仿生設(shè)計交互，把仿生設(shè)計與人工智能結(jié)合起來，相互利用，相互促進，把抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，實現(xiàn)人工智能的產(chǎn)品化。因此，在以后的設(shè)計中，必須時刻關(guān)注著人工智能的發(fā)展，把最新的成果用于產(chǎn)品仿生設(shè)計中，更好的實現(xiàn)產(chǎn)品與用戶、產(chǎn)品與環(huán)境的和諧和完善。

五、結(jié)語

自然生物在其進化過程中形成的結(jié)構(gòu)具有科學性、合理性等優(yōu)點，通過借鑒自然生物，將生物的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計中，使設(shè)計結(jié)構(gòu)科學合理、個性獨特、藝術(shù)美觀、生動有趣、富有自然親和力等情感因素，同時在設(shè)計中也融入了生態(tài)、綠色設(shè)計的思想理念，引導人們關(guān)注人與自然的情感因素。

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1005-5312（2015）20-0040-01