仿生學在家具設計中的表達與研究

尹夢涵 岳建宇 張明昊 趙清澤

摘要：家具的仿生設計不僅反映了設計師對生態(tài)環(huán)境的重視，還體現(xiàn)出現(xiàn)代生活環(huán)境下人與自然和諧共生的緊密聯(lián)系，同時體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展理念在家具設計領域的延續(xù)。仿生學在家具造型上的融入，正好可以改進傳統(tǒng)的設計手法，賦予家具新的特性。在家具結(jié)構(gòu)、色彩、肌理等方面，仿生設計能為人們的生活和工作提供更加人性化的考量，也更為全面地考慮了使用者的實際需求。作為可持續(xù)發(fā)展理念在家具設計中的具體表現(xiàn)，仿生設計是一種持續(xù)變化、進步的設計思維，可以盡可能為使用者提供降低消費成本、提高消費質(zhì)量的生活方式，還可以與自然環(huán)境和諧統(tǒng)一。文章從仿生學的發(fā)展、仿生家具設計、仿生家具設計的表達形式等方面探究仿生學在家具設計中的應用，以啟發(fā)現(xiàn)代家具設計，為現(xiàn)代家具設計師提供借鑒。

關(guān)鍵詞：家具設計；仿生學；仿生設計；人性化

中圖分類號：TB472；TS664 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）04-0-03

1 仿生學與家具設計

近年來，我國的房地產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，也促進了我國家具產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。然而，由于家具設計缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，也沒有固定的受眾群體，因此產(chǎn)品的設計呈現(xiàn)單調(diào)、不新穎的特點，不能滿足使用者的需求。所以，設計師要根據(jù)人們的生活習慣和心理需求，用創(chuàng)新思維進行設計。仿生學可以為家具的設計提供天然要素，從而更好地滿足現(xiàn)代消費者的審美需求，實現(xiàn)自然美和藝術(shù)美的完美結(jié)合。設計師應從自然中汲取靈感，并將其模仿應用于家具設計中。

1.1 仿生學的發(fā)展

早在古代，人們就已經(jīng)學會從動植物中提煉所需的元素，從而形成特色文化。無論人類文明發(fā)展到什么程度，仿生技術(shù)對人類的生活都有很大的影響。人在大自然中生存，與動植物比鄰，它們具有各種特性，讓人不由自主地想要模仿［1］。人們利用自身的觀察、思考和設計能力，開始模擬動物，并充分發(fā)揮創(chuàng)造力，制作出一些簡易工具，比如古人觀察到魚在水里擺動和游動，就在設計船只時把木漿放在船尾，模擬魚的動態(tài)造型。這些都是最初的仿生設計展現(xiàn)，盡管還比較粗糙，但也是當前仿生學發(fā)展的基石。

仿生學是近年興起的一門與生物技術(shù)相結(jié)合的前沿科學，它模仿動物和動物的外形特征，為工程與設計提供新的途徑和創(chuàng)意。仿生并不是單純的模仿，而是一種技術(shù)的進步。針對設計要求，從仿生對象中提取和分析一系列生物特性并有機結(jié)合，創(chuàng)作出新的設計作品。將仿生的概念應用到家具產(chǎn)品中是家具設計發(fā)展的必然趨勢［2］。

1.2 仿生家具設計

仿生設計是基于對自然生物的特性進行研究的一種新的設計形式，從而創(chuàng)造出一種新的精神境界。

家具是影響人們?nèi)粘９ぷ骱蜕畹囊粋€重要因素，它的設計也離不開仿生技術(shù)。隨著人們對家具的需求不斷改變，家具的造型也應該不斷創(chuàng)新。設計師們創(chuàng)作靈感的來源轉(zhuǎn)移到了對自然生物特性的模擬上，讓原本的設計與仿生的概念相融合。具象造型的仿生家具在外表上往往易被人理解和接受，原因在于它可以提供一種直觀的視覺體驗。

自然界的多樣性為家具設計提供了新的思路，并突破了傳統(tǒng)家具設計的限制。設計師可以從生物特性中尋找靈感，使室內(nèi)環(huán)境富有生態(tài)情趣［3］。仿生的出現(xiàn)為家具設計增添了豐富的情感，設計者站在使用者的立場，將工業(yè)制造技術(shù)和自然的生物特性結(jié)合起來，既能讓家具有新的外觀，又能讓人產(chǎn)生強烈的情感共鳴。

當人走進一個特定的室內(nèi)空間與仿生家具互動，會自然而然地感到輕松愉快，這就是所謂的人性化設計的魅力，它可以改善家具在空間環(huán)境中的單調(diào)性，帶給使用者心靈上的安慰與關(guān)愛。仿生家具設計是人與自然的完美結(jié)合，設計師以自然為靈感，將自然的美感融入設計中。仿生設計是連接人類生活和自然生態(tài)的橋梁，是人類社會與自然生物的有機結(jié)合，也是設計發(fā)展的新亮點。

2 仿生學在家具設計中的表達形式

仿生設計有悠久的歷史，無論是公共用品，還是室內(nèi)裝飾，都充分體現(xiàn)了古人的創(chuàng)意和聰穎。比如明代家具中的官帽椅，其充分展現(xiàn)了設計者的智慧和創(chuàng)造性。在海外，高迪的住宅和米拉的公寓也讓人浮想聯(lián)翩，成為時尚、前衛(wèi)的設計符號，也是人體工程學與仿生技術(shù)相結(jié)合的杰出代表。

2.1 形態(tài)仿生

形態(tài)仿生是對自然生物的外在形象和象征意義進行深入的研究，并運用相應的藝術(shù)加工方法進行設計。構(gòu)成家具外形的方式可以是通過直觀的技術(shù)表現(xiàn)出家具外形的具象式仿生設計，也可以是傳達出深層寓意和內(nèi)涵的抽象仿生設計。

2.1.1 具象形態(tài)仿生

家具的具象仿生設計是將家具的形態(tài)變形，與生物原型類比，從而達到視覺效果上的模仿，觀者能夠迅速辨認出其展示的生物形象，以及該家具展現(xiàn)出的具體表征，從而讓消費者了解到設計師想要傳遞的設計內(nèi)涵［4］。這種造型方式是從大自然中直接衍生出來的，極具生活氣息。

正如“豌豆公主”這款休閑座椅，即使不知道它的名字，從看到“豌豆”這一形象的第一眼就能直觀顯現(xiàn)在腦海中。這款休閑座椅像一顆飽滿的豆子，身材圓潤勻稱?！巴愣构鳌毙蓍e椅的扶手是多層實木膠合彎曲工藝的展現(xiàn)。同時，因為其依據(jù)人體工程學進行設計，并采用了曲美獨特設計工藝編制尼龍繩和彈簧，從而保證了座椅的彈性，也擁有極好的透氣效果。坐的時間較久也不會出現(xiàn)身體上的不適。

2.1.2 抽象形態(tài)仿生

家具的抽象形態(tài)仿生是通過概括、歸納，提煉出展現(xiàn)設計者意圖的生物形態(tài)的特性，并加以適當?shù)目鋸?、變形，通過整體的造型來把握家具的結(jié)構(gòu)形式，最終將其形象呈現(xiàn)在家具的形態(tài)、結(jié)構(gòu)或表面的裝飾等方面。

HygroShape是世界上首個真正實現(xiàn)自塑型的仿生家具。家具自塑成型的原理源于木材吸濕收縮的自然現(xiàn)象。這一過程在無聲無息中發(fā)生，無須人的參與，亦無須任何工具或安裝說明，它在眨眼之間平穩(wěn)地展開。設計基于木材的固有特性，采用特殊技術(shù)使家具構(gòu)件以平面的形式生產(chǎn)并被包裝，使用者打開包裝時，家具構(gòu)件會自動展開成型。

2.2 結(jié)構(gòu)仿生

在家具設計中，結(jié)構(gòu)仿生設計扮演著重要角色。結(jié)構(gòu)仿生設計結(jié)合自然生物的形態(tài)和特殊的構(gòu)造，創(chuàng)造出一種全新的仿生系統(tǒng)，把自然的結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)換成獨特的時尚元素，把創(chuàng)意與技術(shù)完美融合在一起，將其無限放大，以達到最好的效果，契合現(xiàn)代時尚的潮流，同時保持設計與原生態(tài)結(jié)構(gòu)的一致性。

由Marco Hemmerling和Ulrich Nether設計的Generico椅采用生成算法設計，屬于計算或參數(shù)設計領域，即在設計過程中使用算法。生成式設計允許軟件通過實現(xiàn)滿足特定參數(shù)的設計來添加其專長。椅子被3D打印出來。生成式設計也有其制造限制。然而，其還具有一種骨骼魅力，這是由創(chuàng)造性和軟件輔助形式設計的獨特結(jié)合帶來的。椅子在保持強度的同時，有一個靈活的靠背，但體積大幅減少，使用了更少的材料，還保持與人體工程學設計規(guī)律的契合，使椅子坐起來很舒服。

2.3 色彩仿生

色彩仿生設計就是將大自然中最本真的色彩搭配方式提取出來，再靈活運用于家具設計中，使家具展現(xiàn)出更加和諧的視覺效果，使設計靈感得以更好地表達出來。色彩及肌理有豐富的情感語言，俄羅斯畫家列賓曾說，“色彩即思想”，古今中外的藝術(shù)家?guī)缀醵级貌⑸朴凇耙陨珎髑椋陨闱椤?。而?yōu)秀的設計師更是要將色彩作為情感表達的一種媒介，并賦予其巧妙的象征意義。色彩的變化會影響室內(nèi)空間的氛圍，從而對人的心情、心理產(chǎn)生一定的影響。

“艾拉”荷葉椅將寫意和寫實巧妙融合在一起，采用了聚碳酸酯為材質(zhì)，完全通過手工雕刻制作而成。椅子的外形設計上借鑒了國畫中荷葉的造型，椅子的腿部使用了簡潔的黑色，濃墨重彩的椅身將水墨的暈染特色充分展現(xiàn)出來。特殊的制作工藝使椅子的色彩不規(guī)則擴散開來，使椅身呈現(xiàn)出獨特的視覺效果。透明的底色外加綠色、藍色的點綴，給人一種染料擴散在水里的感覺。

2.4 肌理仿生

肌理仿生同樣擁有豐富的情感語言，如皮革柔軟的肌理象征著自然與生命，光滑、堅硬的石材則表達了堅毅與冰冷。將獨特的肌理運用于家具設計中，讓其變得更加別致，可以增強其給人帶來的視覺與觸覺感受，為使用者提供更為豐富的體驗。設計師捕捉一些生物的肌理特征，結(jié)合現(xiàn)代化的設計手法，運用現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝，就能使家具展現(xiàn)出自然的色彩和獨特的質(zhì)感，賦予家具自然的靈魂和濃厚的人情味［5］。

以生物為原型設計的“Wings”翅膀椅子就具有獨特的仿生造型，模擬了蝴蝶休息時的翅膀。其是一款休閑椅，由塑料制成，椅子的紋理也仿制了蝴蝶翅膀的紋路進行設計，使用了集成技術(shù)。產(chǎn)品的外觀靈感源于蝴蝶的運動，旨在以固體物體顯示出生命的跡象。椅背與座面中部相連，兩側(cè)座面敞開，環(huán)繞人的整個臀部，讓人坐起來更舒服。椅腿部分的設計為雙層支撐，增強了椅子的支撐力和表現(xiàn)力。整個設計通過模仿蝴蝶翅膀不同狀態(tài)下的形態(tài)進行設計，捕捉了蝴蝶飛翔時翅膀扇動的動態(tài)美，張開的座椅兩側(cè)形成座椅扶手，表面的結(jié)構(gòu)也模擬了蝴蝶翅膀的紋理，使人感受到勃勃的生機。

3 仿生家具設計對現(xiàn)代家具設計的啟示

在如今工業(yè)化的家具生產(chǎn)形勢下，家具設計的模式化需要改善，要將家具設計與“以人為本”的設計宗旨聯(lián)系起來，將人的情感需求放在首位，區(qū)別于機械化設計。隨著生活水平的提升，人們對生活細節(jié)的把控有了更多的需求，無差別化的量產(chǎn)家具已經(jīng)無法滿足人們對美好生活的向往。

仿生家具設計的實質(zhì)是將人類的情感需求作為首要因素加以考量，為家具產(chǎn)品融入文化元素，提升其藝術(shù)價值和增強其情緒引導作用。基于仿生學理論知識，設計師使家具在擁有自然特征的同時，兼具人文關(guān)懷，且兩者之間協(xié)調(diào)統(tǒng)一。水泥構(gòu)筑物的層層圍合使人對自然愈發(fā)疏離，生活中自然生物的元素也趨近于無。因此，應對家具進行仿生設計，以實現(xiàn)家具的情感化表達，把自然元素作為家具設計的基調(diào)，突出家具的人文因素及使用者的情感需求，以使人們在使用家具的過程中能感受到自然的魅力，進而引發(fā)人們對自然環(huán)境的重視與關(guān)心。

4 結(jié)語

家具在人們的生活中有著舉足輕重的地位，不僅會給使用者帶來舒適的感受，還展現(xiàn)出人們的個性化審美和獨特品位?？梢赃m當運用仿生學的理論知識，借助大自然的神來之筆，通過模擬生物的形態(tài)、功能等設計出有價值的家具，同時推動家具產(chǎn)品的更新。甚至可以基于生物的視覺器官識別圖像實現(xiàn)視覺信號的分析、處理，再應用到產(chǎn)品設計、視覺傳達設計、環(huán)境設計等領域，創(chuàng)造出具有生命力的產(chǎn)品，讓設計回歸自然，讓人類與自然共生。

仿生設計是一門很有研究價值的學科，研究生物和自然物體的外在形式、符號意義，再將它運用到設計中。通過對家具進行仿生設計，可以給家具行業(yè)帶來新的生機，有更多的靈感和素材供現(xiàn)代設計師借鑒。仿生學是一個充滿活力的領域，其發(fā)展步伐不會停滯，其旺盛的生命力會引導設計師在今后的道路上不斷前進。

參考文獻：

［1］ 李穎.淺談仿生設計在家具造型中的運用［J］.中國科教創(chuàng)新導刊，2011（25）：162.

［2］ 管家源.仿生設計在家具設計中的運用與研究［J］.科技與創(chuàng)新，2020（3）：140-141.

［3］ 張立華.淺談仿生學在家具造型設計中的運用［J］.藝術(shù)品鑒，2016（9）：27，53.

［4］ 楊帥，朱毅，張?zhí)m俠.仿生學在現(xiàn)代家具設計中的應用［J］.山西建筑，2013，39（18）：220-222.

［5］ 潘質(zhì)洪.仿生學在家具設計中的應用研究［J］.藝術(shù)家，2018（3）：54-56.

作者簡介：尹夢涵（1998—），女，山東濟寧人，碩士在讀，研究方向：建筑環(huán)境藝術(shù)設計、藝術(shù)設計。

岳建宇（1996—），男，山東棗莊人，碩士在讀，研究方向：建筑環(huán)境藝術(shù)設計、藝術(shù)設計。

張明昊（1997—），男，山東淄博人，碩士在讀，研究方向：建筑環(huán)境藝術(shù)設計、藝術(shù)設計。

趙清澤（1997—），女，福建福州人，碩士在讀，研究方向：建筑環(huán)境藝術(shù)設計、藝術(shù)設計。