產(chǎn)品仿生形態(tài)設計研究綜述

姜熙煜+麥月晴+湯汪艷+張心馨

摘要：通過對國內(nèi)外文獻的分析， 綜述總結(jié)了仿生設計的理念、設計特征、應用原則和趨勢。通過分析仿生設計研究理論與實踐，仿生形態(tài)設計正日益成為產(chǎn)品造型設計發(fā)展上的一個流行趨勢。

關鍵詞：仿生設計；形態(tài)設計；產(chǎn)品應用

一、仿生設計的理念研究

仿生設計學作為一門新興邊緣學科是在仿生學和設計學的基礎上發(fā)展起來的，也稱為設計仿生學（DesignBionics），將生物系統(tǒng)某些原理進行整理、分析、再提煉進行實驗性模擬的一種新的設計思維方法。仿生設計研究生物系統(tǒng)中自然物優(yōu)異的造型形態(tài)、功能結(jié)構(gòu)等生物形態(tài)特征及構(gòu)成原理，并選擇性地將其運用于人類的設計工作中。[1]

二、仿生設計研究現(xiàn)狀

最古老的仿生設計可以追溯到春秋時期，巧匠魯班以邊緣上長有許多小齒的茅草為靈感發(fā)明了木工用的鋸子。文藝復興時期，萊奧納多·達·芬奇（LeonardodaVinci）憑借機械技術(shù)基礎，仿造鳥翼設計飛行器。法國科學家夏爾多內(nèi)（C.H.deChardonnet）研究蠶病起因，成功在硝酸纖維素制提取人造絲。諸如此類的實例都說明了人類在很早時期就有一些出色的仿生設計。[2]

而近現(xiàn)代史上，人們已不局限滿足產(chǎn)品的物質(zhì)功能，更多地開始關注和追求產(chǎn)品深層內(nèi)涵。產(chǎn)品語義學的概念在1984年被正式提出，并由美國工業(yè)設計師協(xié)會（IDSA）舉辦的“產(chǎn)品語義研討會”定義，是研究人造物的形態(tài)在使用情景中的象征特征并將此應用到設計中。[3]此外產(chǎn)品采用仿生設計的一個重要的原因是要利用所模仿的對象來表達一定的信息。信息傳達準確性是仿生設計產(chǎn)品的基本設計要求，形態(tài)背后所包含的信息，如產(chǎn)品的功能語義信息、提示性語義信息、象征聯(lián)想性語義信息、情感趣味性語義信息等。都與所仿生的對象的選取以及對象特征的側(cè)重點選擇密切相關，產(chǎn)品的個性特質(zhì)由此喚起的復雜心理感受，傳達出的“意義”成為產(chǎn)品設計的重要因素。而目前形態(tài)仿生設計己經(jīng)成為產(chǎn)品形態(tài)設計的必然選擇，隨著科技等新型材料的應用和發(fā)展，產(chǎn)品形態(tài)仿生設計技術(shù)正在飛躍發(fā)展。

三、產(chǎn)品形態(tài)仿生設計特征

產(chǎn)品形態(tài)仿生設計的三個基本特征：實用性、科學性和藝術(shù)性。使這三者緊密結(jié)合尤為重要，關鍵是找到生物原型和產(chǎn)品之間的特定聯(lián)系，運用各種創(chuàng)新思維方法和手法反映產(chǎn)品內(nèi)在的結(jié)構(gòu)、動力、速度等屬性和特質(zhì)。其次按照各種不同的尺度標準，維度來看可分為平面形態(tài)和立體形態(tài)，生物所屬種類上可分為植物和動物，生物形態(tài)的取舍上可分為整體形態(tài)和局部形態(tài)。

例如兒童家具類型的仿生設計產(chǎn)品，家具除了需要有“玩具化”的特質(zhì)，同時它也是認知力的擔當。以生物完美形態(tài)和結(jié)構(gòu)為強有力的思路，色彩仿生中生物鮮艷的色彩可以促進兒童腦部發(fā)育，從而提高智力。而形態(tài)仿生的親和力和文化內(nèi)涵增強了兒童與自然之間的溝通與聯(lián)系。滿足兒童情感化和趣味心里[4]。不僅是兒童，其實任何人都需要有補償性的高情感。尤其隨著現(xiàn)代化進程的加快，這種對自然向往補償?shù)那楦袝訌娏遥谷烁械叫腋：蜐M足。

四、應用原則的研究

藝術(shù)仿生設計思想在中國古代就有體現(xiàn)，如孔子主張“文質(zhì)兼?zhèn)洹?，認為“質(zhì)勝文則野，文勝質(zhì)則史”，即要求形式和內(nèi)容的統(tǒng)一。這點很具前瞻性，強調(diào)形式與內(nèi)容的統(tǒng)一和現(xiàn)代設計中主張的“形式追隨功能，形式與功能完美統(tǒng)一”等不謀而合?！独献印贰暗郎?，一生二，二生三，三生萬物。”老子認為天下萬物都是由道中產(chǎn)生的，而道則是本乎自然的，也就是師承自然，有規(guī)律性可循的。這種效法自然的方法和探尋自然規(guī)律所在的觀點和仿生設計觀點是相似的。除了上述的應用原則之外，鄭剛強在《“仿而超之”——游艇仿生系統(tǒng)設計原理及應用研究》中有歸納：以“仿-鑒-創(chuàng)-超”的設計創(chuàng)新流程體現(xiàn)出“借鑒而后超越”的系統(tǒng)仿生理念和原則。[5]王興元提出了仿生創(chuàng)新的七大原則，他的原則主張優(yōu)先考慮原則、需求導向原則、系統(tǒng)化原則、環(huán)境適應原則、近似理想原則、生物極限組合原則、多學科交叉原則和科學管理原則，建立了仿生創(chuàng)新策略模型。[6]

上述的原則來自不同作者的見解，互補漸進，更是隨著時代發(fā)展的變化符合產(chǎn)品設計的內(nèi)涵同時滿足其美學價值。相同性體現(xiàn)在設計內(nèi)涵，其次還體現(xiàn)在跨界的綜合性，科學、技術(shù)、藝術(shù)、經(jīng)濟融合的產(chǎn)品形態(tài)設計。最后相同性還體現(xiàn)在約束性上面，產(chǎn)品形態(tài)仿生設計是在科學技術(shù)、社會、經(jīng)濟、文化、藝術(shù)、資源、價值觀等的約束下。

五、產(chǎn)品仿生設計未來發(fā)展前景趨勢研究

方向一，未來仿生設計更著眼于生態(tài)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)整體的關系。方向二，產(chǎn)品形態(tài)仿生設計是功能多樣化的美學效應、行為心理化的美學效應、價值個性化的美學效應三者的統(tǒng)一。藝術(shù)仿生設計不僅實現(xiàn)了工程技術(shù)和工業(yè)審美設計辯證的對立統(tǒng)一，更是人的生理、心理和審美的素質(zhì)功能構(gòu)成組合。方向三，隨著仿生材料合成領域研究新進展說明，材料的發(fā)展趨勢是復合化、智能化、能動化、環(huán)境化不斷發(fā)展。科學變革時代會極大地促進未來仿生設計的發(fā)展。方向四，基于計算機技術(shù)的產(chǎn)品形態(tài)仿生設計將會成為產(chǎn)品形態(tài)仿生設計的必由之路。在仿生擬態(tài)化視角的引導下，將仿生學、3D打印技術(shù)、生物化學技術(shù)相連接，探究生命復雜永恒的奧秘，完成材料技術(shù)價值與創(chuàng)新想象力的高度融合，以更積極的姿態(tài)創(chuàng)造產(chǎn)品設計可持續(xù)發(fā)展的“新常態(tài)”。

六、結(jié)語

綜上所述，產(chǎn)品仿生形態(tài)設計是設計者表達的一種途徑，是吸引消費者的溝通之橋。在注重環(huán)保、生活品質(zhì)和個性的今天，產(chǎn)品仿生有著強大的生命力。展望今后的發(fā)展，是處于一個各種自然科學高度與藝術(shù)綜合的互相交滲的科技互聯(lián)網(wǎng)時代，同時為仿生設計提供更多創(chuàng)新途徑和方法。

【參考文獻】

[1]于帆.仿生設計的理念與趨勢[J].裝飾，2013（04）：25-27.

[2]戴吾三.發(fā)明史上的仿生設計[J].裝飾，2013（04）：12-15.

[3]高力群.從語義層面透析產(chǎn)品仿生設計[D].蘇州大學，2006.

[4]楊海生.基于海洋生物仿生學的兒童產(chǎn)品設計研究[J].大眾文藝，2013（01）：90-91.

[5]鄭剛強.“仿而超之”——游艇仿生系統(tǒng)設計原理及應用研究[J].裝飾，2013（04）：93-94.

[6]王興元.仿生創(chuàng)新機理、原則及策略途徑研究[J].科技進步與對策，2010（17）：1-5.

[7]吳翔.產(chǎn)品系統(tǒng)設計[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2000.

[8]張文毓.新型仿生材料的研究進展[J].傳感器世界，2009（06）：6-9.

[9]李文嘉.仿生學擬態(tài)化視角下的3D打印產(chǎn)品創(chuàng)新設計研究[J].藝術(shù)設計研究，2015（01）：88-91.

作者簡介：姜熙煜（1993.04-），女，漢族，湖南株洲人，中國美術(shù)學院在讀碩士研究生。研究方向：文創(chuàng)產(chǎn)品創(chuàng)新設計研究。