仿生設(shè)計在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用分析

王一然 徐東 劉玉桐

摘 要：設(shè)計的靈感一般都來自于大自然，而仿生設(shè)計就是在設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的一項綜合性交叉的學(xué)科，因其涉及范圍廣泛尤其對工業(yè)設(shè)計具有著重要的價值，通過使仿生學(xué)應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計中不僅優(yōu)化了工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、性能還在一定程度上推動了整個現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：仿生設(shè)計;現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計;應(yīng)用

仿生設(shè)計的廣泛應(yīng)用使現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計向著多樣化方向發(fā)展，設(shè)計的類型主要包括功能性設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、色彩設(shè)計等再結(jié)合仿生學(xué)和美學(xué)設(shè)計概念，更加強了工業(yè)設(shè)計的使用價值。本文首先闡述了仿生設(shè)計的概念和內(nèi)在價值，詳細分析了仿生設(shè)計在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用類型和發(fā)展前景，希望可以提供一定的參考價值。

1 仿生設(shè)計概述及其內(nèi)在價值

1.1 仿生設(shè)計概述

仿生設(shè)計是在仿生學(xué)和設(shè)計學(xué)的基礎(chǔ)上進行深入融合貫通的一門新興邊緣學(xué)科，所包含的相關(guān)學(xué)科廣泛比如數(shù)學(xué)、生物學(xué)、信息論、動力學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、色彩學(xué)等等，在發(fā)展的過程中因為研究范圍廣泛、內(nèi)容豐富，所以在人們的生產(chǎn)生活中得到了充分發(fā)展。仿生設(shè)計的內(nèi)容：人們通過觀察、模仿生物的特殊本領(lǐng)結(jié)合對大自然的變化特點，根據(jù)生物的結(jié)構(gòu)、功能特點將其靈活應(yīng)用在工業(yè)機械上。雖然我國的仿生設(shè)計學(xué)科起步晚，但是其應(yīng)用效果并不差，尤其是如今的動力學(xué)以及工業(yè)機械設(shè)備和航空航天事業(yè)中應(yīng)用最為突出，仿生設(shè)計的理念也得到了高效應(yīng)用，而仿生設(shè)計師在設(shè)計形式、色彩、功能等方面均得到了一定突破。

1.2 仿生設(shè)計的內(nèi)在價值

仿生設(shè)計的東西都是有一定依據(jù)的，如果采用本身就存在于自然界的產(chǎn)物性能特點再進行改良優(yōu)化，那么其產(chǎn)品才更符合人類社會生產(chǎn)生活需要，才能發(fā)揮其真正的價值。所以產(chǎn)品的功能特點、價值所在是衡量產(chǎn)品是否合格的根本要素。仿生設(shè)計之所以會應(yīng)用廣泛正是抓住了生物在大自然中存在的表現(xiàn)形態(tài)與構(gòu)成方式特點，自然界已有的構(gòu)成方式和產(chǎn)生模式往往比人類設(shè)計的更方便、合理。此外，采用仿生設(shè)計減少了憑空設(shè)計產(chǎn)品的成本，更加有理有據(jù)，縮短生產(chǎn)時間，優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)鏈。

2 仿生設(shè)計在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用分類

2.1 形態(tài)仿生設(shè)計

生物為了適應(yīng)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，往往身體形態(tài)會進化成相對科學(xué)的布局，形態(tài)仿生設(shè)計就是深入研究了動植物、微生物等形態(tài)特點，結(jié)構(gòu)特點以及形態(tài)象征寓意，再經(jīng)過結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計技術(shù)和藝術(shù)手法將其運用到設(shè)計中。形態(tài)仿生設(shè)計是目前工業(yè)設(shè)計中應(yīng)用最多的設(shè)計形式，根據(jù)形態(tài)應(yīng)用范圍可以分為局部形態(tài)仿生和整體形態(tài)仿生。也有很多案例，比如現(xiàn)在汽車行業(yè)中瑪莎拉蒂的Kuba概念車就是運用了局部形態(tài)仿生設(shè)計，該車前臉上大大的格柵像極了鯰魚的厚嘴，因此也被稱為“鯰魚車”。

2.2 抽象形態(tài)仿生

抽象形態(tài)仿生不像形態(tài)仿生那樣直接依據(jù)生物的形態(tài)、肌理、結(jié)構(gòu)特點帶來視覺的美感，解決產(chǎn)品的外形審美問題，而是將大自然的仿生學(xué)經(jīng)過抽象重組的藝術(shù)設(shè)計方式，設(shè)計成與它功能接近的工業(yè)產(chǎn)品，其形態(tài)差異性較大以藝術(shù)抽象理念提高設(shè)計美感，從而給產(chǎn)品本身具備形態(tài)上的創(chuàng)新、突出的設(shè)計特點，吸引人們的眼球，使現(xiàn)代產(chǎn)品具備多樣化的特點。

2.3 功能仿生

功能仿生注重大自然原生態(tài)的使用性能特點，是判斷一件產(chǎn)品優(yōu)劣的基本條件。在進行功能仿生設(shè)計時設(shè)計師必須格外注重這些功能的實用性，而不是空有內(nèi)里。我國仿生設(shè)計雖然起步晚，但是經(jīng)過科技的發(fā)展和時代的推動，現(xiàn)代產(chǎn)品的功能也基本得到完善，想要設(shè)計出符合人類需求且具備新功能的產(chǎn)品相對困難了，這就考驗設(shè)計時設(shè)計理念與科學(xué)研究的結(jié)合效果了，設(shè)計師只有深入自然界中觀察、分析生物的有機特征等在人類社會中的主要作用，在結(jié)合自身的知識儲備對產(chǎn)品進行改良處理，或者是創(chuàng)造出全新的仿生產(chǎn)品，經(jīng)過不斷實踐應(yīng)用，從而提高產(chǎn)品的實用性。

2.4 色彩仿生設(shè)計

色彩在我們的物質(zhì)生活和精神生活發(fā)展的過程中具有著神奇的魅力。而顏色刺激通常會帶給人們情緒波動，正是抓住了這一特點色彩仿生設(shè)計將自然界中生物的色彩組合特點以及在自然生存環(huán)境中的作用通過分析、模擬的方式運用在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中，從而突出產(chǎn)品的色彩優(yōu)勢。而各種色彩的搭配對設(shè)計師的設(shè)計思路拓展是有不同影響的，還可以在一定程度上提升產(chǎn)品的功能。例如，我國故宮采用了紅磚黃瓦的顏色搭配更顯示了建筑的威嚴(yán)和宏偉，增強了視覺的尊崇感;還有，我國軍用迷彩服，搭配不同深度的綠色方便在自然環(huán)境中的偽裝，降低自身的識別性，保障軍人執(zhí)行任務(wù)時的人身安全。

2.5 結(jié)構(gòu)仿生

生物結(jié)構(gòu)特點都是有生長依據(jù)的，但是面對生態(tài)環(huán)境的變化的影響生物種類和生物結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)了復(fù)雜性特點。設(shè)計師將這些復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)和形態(tài)特點進行全面的觀察對比發(fā)現(xiàn)了與產(chǎn)品之間的融合點，在經(jīng)過特定設(shè)計的改良、優(yōu)化是生物結(jié)構(gòu)能夠充分體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計中，這樣的設(shè)計就是結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計。以研究生物的主體結(jié)構(gòu)為主要內(nèi)容，在工程力學(xué)的基礎(chǔ)上優(yōu)化產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)是否符合實用性特點進行仿生模擬。比如，在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)皮的褶皺可以降低水流的摩擦力，于是根據(jù)鯊魚的魚皮結(jié)構(gòu)特點研制出了“鯊魚皮泳衣”，提升了游泳速度，帶給人類生活全新的生活體驗。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國仿生設(shè)計在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中仍然具有很廣闊的發(fā)展前景，相關(guān)設(shè)計師們可以結(jié)合科學(xué)技術(shù)設(shè)計高質(zhì)量的產(chǎn)品，從生物的形態(tài)、功能、色彩等方面，提升產(chǎn)品的實用性，并在設(shè)計、制造的過程中遵循大自然的規(guī)律，合理利用自然資源，豐富人們的生活方式，促進現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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