綠色設(shè)計(jì)在仿生設(shè)計(jì)中的理念運(yùn)用研究

趙勝坤

摘 要：本文旨在深入探討綠色設(shè)計(jì)與仿生設(shè)計(jì)之間的關(guān)聯(lián)，并以目的性的分類(lèi)方式，將其劃分為人、產(chǎn)品、環(huán)境三個(gè)要素，從而更好地理解綠色設(shè)計(jì)的特征。為此，本文將從人-產(chǎn)品、產(chǎn)品-環(huán)境、人-產(chǎn)品-環(huán)境三個(gè)角度，深入探討綠色設(shè)計(jì)與仿生設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，以期為此領(lǐng)域的理論研究提供更多的參考。

關(guān)鍵詞：仿生設(shè)計(jì)；綠色設(shè)計(jì)；目的性分類(lèi)

1 前言

“師法自然”源自自然界的智慧，它一直激勵(lì)著人們不斷創(chuàng)新。古代的先賢們利用觀察、想象、模仿以及創(chuàng)造，將生物的形態(tài)、功能、外觀、顏色和意象等復(fù)雜的元素融入到設(shè)計(jì)中，使得仿生設(shè)計(jì)不僅僅局限于表面的模仿，而是從多個(gè)角度、多個(gè)層面進(jìn)行人造的模擬。科拉尼曾指出，仿生設(shè)計(jì)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它不僅可以讓產(chǎn)品的外觀更加多樣化、色彩更加自然、結(jié)構(gòu)更加人性化，而且可以讓消費(fèi)者在使用過(guò)程中獲得放松、舒緩的心情，從而體驗(yàn)到人與自然和諧共存的美妙。通過(guò)將綠色設(shè)計(jì)理念與仿生設(shè)計(jì)相結(jié)合，便可發(fā)現(xiàn)仿生設(shè)計(jì)具有天然的綠色特征。

2綠色設(shè)計(jì)的概念

綠色設(shè)計(jì)旨在將環(huán)保意識(shí)融入設(shè)計(jì)，以解決供給問(wèn)題并減少對(duì)環(huán)境的不利影響。其核心思想是通過(guò)設(shè)計(jì)保護(hù)和改善自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，致力于通過(guò)改變傳統(tǒng)的生活方式和消費(fèi)模式，滿(mǎn)足人類(lèi)對(duì)多樣性的需求，包括物質(zhì)、自然資源和社會(huì)文化環(huán)境。綠色設(shè)計(jì)的原則被公認(rèn)為“3R”的原則，即Reduce，Reuse，Recycle，減少環(huán)境污染、減小能源消耗，產(chǎn)品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用。其核心理念“多快好省”旨在通過(guò)提供最佳的功能、最高的效率、最大的舒適度、最大的環(huán)保性，使得綠色設(shè)計(jì)的核心理念得到充分體現(xiàn)，從而有效地減少資源消耗，同時(shí)保護(hù)自然環(huán)境。

隨著“產(chǎn)品-人-環(huán)境”的出臺(tái)，綠色設(shè)計(jì)思想在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，反映出人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視。它不僅體現(xiàn)在環(huán)境友好的特性，還體現(xiàn)在功能的全生命周期思考，更重要的是，它提倡創(chuàng)新的價(jià)值理念，為當(dāng)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來(lái)更多的可持續(xù)性和可行性。

3仿生設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì)的關(guān)系

在維克多·帕帕奈克的《為真實(shí)的世界設(shè)計(jì)》一書(shū)中說(shuō)過(guò)：有一個(gè)似乎從未曾過(guò)時(shí)的源泉，這里就是自然的指南，在這里通過(guò)生物學(xué)和生物化學(xué)的系統(tǒng)，人類(lèi)碰到的許多相同問(wèn)題已經(jīng)遇到過(guò)并被解決了。采用自然的規(guī)律和原則，人們能夠發(fā)現(xiàn)許多有效的、更加完美的解決辦法。對(duì)于任何設(shè)計(jì)問(wèn)題，理性的方式就是達(dá)到“以最少求解最多”，或者用George.K.Zipf的俏皮話(huà)說(shuō)，即使用“最少努力的原則”。書(shū)中的話(huà)引出了仿生設(shè)計(jì)與綠色設(shè)計(jì)的關(guān)系。自然界無(wú)疑是設(shè)計(jì)師們的靈感之源，而仿生設(shè)計(jì)則更加注重對(duì)其歷史演變的研究，它們?cè)诓粩嗟难葑?、變異以及適應(yīng)性方面都有著深刻的影響，可以有效地減少創(chuàng)作的復(fù)雜性，提升整體的美感。仿生設(shè)計(jì)是針對(duì)在生物在自然環(huán)境中表現(xiàn)出的各種特性進(jìn)行模仿以解決相似情況下碰到的實(shí)際問(wèn)題的設(shè)計(jì)思想。通過(guò)模擬自然環(huán)境，仿生設(shè)計(jì)可以自發(fā)地展現(xiàn)出其獨(dú)特的環(huán)保理念。

4仿生設(shè)計(jì)中的綠色設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)是一種探索、分析、解決問(wèn)題的過(guò)程，解決問(wèn)題就是設(shè)計(jì)的目的，是其本質(zhì)要求和內(nèi)在屬性之一。仿生設(shè)計(jì)是一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)形式，它以解決問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，并以反饋?zhàn)匀唤鐬槟康?，使人?lèi)能夠從大自然中獲得靈感，從而創(chuàng)造出更加環(huán)保的設(shè)計(jì)。因此，目的性研究對(duì)于仿生設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，它不僅可以幫助人類(lèi)更好地理解自然，還可以為人類(lèi)提供一種更加環(huán)保的生活方式，使人類(lèi)能夠更好地適應(yīng)自然環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)更高效的生活方式。隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的飛速進(jìn)步，人們的審美能力也在不斷提升，這使得交互設(shè)計(jì)的內(nèi)涵變得更加豐富多彩。在數(shù)字信息化的時(shí)代，交互設(shè)計(jì)的內(nèi)涵更加符合人們的需求，通過(guò)提升用戶(hù)的實(shí)際體驗(yàn)和情感體驗(yàn)，人們才能真正理解和把握設(shè)計(jì)的本質(zhì)。因此，根據(jù)仿生設(shè)計(jì)特征的目的性，將其分為人-產(chǎn)品、產(chǎn)品-環(huán)境、人-產(chǎn)品-環(huán)境三類(lèi)進(jìn)行研究。

4.1人-產(chǎn)品

這一類(lèi)型是研究人和產(chǎn)品關(guān)系的，其所關(guān)注的是人和產(chǎn)品最直接的連接，是在人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)中最早進(jìn)行研究的內(nèi)容“設(shè)計(jì)要符合人的生理和心理因素”的概念強(qiáng)調(diào)。要?jiǎng)?chuàng)新出符合人類(lèi)的需要的產(chǎn)品，就必須將人的需求放在首位，而現(xiàn)代的設(shè)計(jì)則更加強(qiáng)調(diào)，要在滿(mǎn)足用戶(hù)實(shí)際需要的時(shí)候，也能夠符合社會(huì)文化需要，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)工程學(xué)的目標(biāo)。通過(guò)引入“人性化產(chǎn)品”和“人機(jī)工程因素”，可以有效地將“人”和“機(jī)”融入到工程學(xué)的視角中，從而使得工程學(xué)成為企業(yè)獲得市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的重要工具。仿生設(shè)計(jì)旨在利用人機(jī)工程學(xué)原理，將產(chǎn)品外觀和人體外觀完美結(jié)合，以便讓用戶(hù)能夠感受到自然環(huán)境中的美感，并且能夠更好地滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)自然環(huán)境的需求。通過(guò)采用仿生技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以讓產(chǎn)品更加貼近人體，從而讓使用者在使用時(shí)感受到更加舒適。這些技術(shù)可以模擬出人體身上經(jīng)常接觸到的各種部位，例如手、腳、臀、背等。

如圖1，Lilian van Daal設(shè)計(jì)師以100%可回收的聚合物粉末作為原料，將單細(xì)胞微生物的功能形態(tài)進(jìn)行深入研究，創(chuàng)造出Radiolaria#1椅子的框架，這款具有極高創(chuàng)新性的3D打印椅子，完全沒(méi)有使用任何膠水，令人驚嘆。這種產(chǎn)品既堅(jiān)固又輕巧，同時(shí)還能節(jié)省大量的原材料。Skeleton designer chair的魚(yú)骨趣味椅子以魚(yú)骨的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，“魚(yú)骨”則是它的核心，它的設(shè)計(jì)完美地融入人體的曲線，使得用戶(hù)在乘坐時(shí)更加舒適。此外，Skeleton designer chair的模塊化設(shè)計(jì)使得它的組裝更加簡(jiǎn)單，可以輕松地完成，大大降低了運(yùn)輸成本，實(shí)現(xiàn)了綠色設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

4.2產(chǎn)品-環(huán)境

仿生設(shè)計(jì)旨在研究產(chǎn)品與環(huán)境之間的關(guān)系，以提高產(chǎn)品在工作環(huán)境中的性能，這種設(shè)計(jì)通常被稱(chēng)為實(shí)用功能仿生。具體來(lái)說(shuō)，這類(lèi)研究的目標(biāo)是解決阻力、黏附力、承重能力、振動(dòng)、噪聲和壓力等問(wèn)題。此類(lèi)型的產(chǎn)品通過(guò)模擬動(dòng)植物在自然環(huán)境中的功能狀態(tài)，用最少的耗能設(shè)計(jì)出效率高的產(chǎn)品，從而使得產(chǎn)品具有了綠色效能。

沐霧甲蟲(chóng)是納米比亞沙漠中一種令人驚嘆的昆蟲(chóng)，它們可以在沙漠中捕捉微小的露珠，并將它們聚集在一起，然后將其吞入體內(nèi)。Dew Bank Bottle 晨露收集器正是利用這種特殊的昆蟲(chóng)，它們的金屬外殼可以有效地捕捉露珠，最終將它們收集到容器中。這體現(xiàn)了仿生設(shè)計(jì)中綠色設(shè)計(jì)的理念，充分研究了產(chǎn)品與環(huán)境的關(guān)系，幫助水資源匱乏地區(qū)集水，緩解了艱苦環(huán)境的現(xiàn)狀。

松果的開(kāi)合過(guò)程很簡(jiǎn)單，是由環(huán)境濕度決定的，這在建筑中非常有用，松果在干燥的環(huán)境中打開(kāi)，在潮濕的環(huán)境中封閉。元件在建筑中非常有用，建筑師阿姆西蒙戈斯提出了這一點(diǎn)，根據(jù)這個(gè)原理開(kāi)發(fā)了一些建筑元件，能夠隨著濕度變化開(kāi)合。如這些元件會(huì)在陽(yáng)光下完全打開(kāi)，如果天會(huì)下雨，他們就會(huì)慢慢合上，元件不用電，沒(méi)有機(jī)械部件，無(wú)論傳感器、馬達(dá)、調(diào)節(jié)器，每樣?xùn)|西都融合在一起。此設(shè)計(jì)以松果為靈感，不費(fèi)能量就能開(kāi)合某物，節(jié)約能源，啟發(fā)眾人。松果具有出色的適應(yīng)環(huán)境能力，能夠有效地保護(hù)種子免受潮濕的影響，當(dāng)空氣濕度過(guò)高時(shí)，鱗片會(huì)閉合，而在干燥的環(huán)境中，鱗片會(huì)打開(kāi)，釋放出種子，這一切都是大自然精妙絕倫的設(shè)計(jì)。建筑在取暖、制冷、照明方面以及建造的時(shí)候耗費(fèi)了大量能量，如果要妥善處理氣候變化問(wèn)題，如實(shí)應(yīng)對(duì)建筑消耗仿生學(xué)可以提供很多解決方案。

4.3人-產(chǎn)品-環(huán)境

仿生設(shè)計(jì)旨在讓人們更加接近大自然，因此它們的設(shè)計(jì)方式是將自然環(huán)境重新呈現(xiàn)出來(lái)，以滿(mǎn)足人們對(duì)自然的渴望。通過(guò)反思人類(lèi)與自然之間的關(guān)系，產(chǎn)品可以成為一座橋梁，將人們置身于自然環(huán)境中，并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建出一種以人為本、以產(chǎn)品為媒介的關(guān)系。

隨著科技的飛速發(fā)展，人們的娛樂(lè)生活也越來(lái)越多地依賴(lài)于手機(jī)、電腦等現(xiàn)代化設(shè)備。然而，在網(wǎng)絡(luò)尚未普及的時(shí)代，人們更傾向于依靠自然來(lái)獲取娛樂(lè)。因此，草垛子的收納功能得到了設(shè)計(jì)師的完美運(yùn)用，它的形狀巧妙地融入到文具收納中，讓人想起兒時(shí)玩捉迷藏時(shí)躲在草堆里的場(chǎng)景，既可以增強(qiáng)視覺(jué)沖擊力，又可以有效地利用其收納功能，讓人有一種回歸大自然的感覺(jué)。圖3這款北極熊紙巾架能夠提醒人們，不要再無(wú)視環(huán)境污染，而是要重視節(jié)約，從而減少對(duì)環(huán)境的破壞。北極熊的紙巾架象征著冰山，冰山隨著紙巾的使用逐漸變小，提醒人們要小心謹(jǐn)慎地使用，杜絕浪費(fèi)，以免破壞它們的家園，保護(hù)它們的生存環(huán)境。它的出現(xiàn)，不僅僅是為了表達(dá)全球氣候逐漸變暖，更是為了喚醒人類(lèi)對(duì)環(huán)境的重視，讓人們更加珍惜資源，保護(hù)環(huán)境。BrynjarSigurarson是一位冰島設(shè)計(jì)師，他創(chuàng)造了一款以冰島蠟燭為靈感的作品，旨在傳遞對(duì)冰山的尊重與保護(hù)?！氨ā笔且唤M多樣的5座小型冰山，構(gòu)筑出一幅壯麗的自然風(fēng)光。隨著蠟燭的點(diǎn)燃，冰山開(kāi)始逐漸消失，這一現(xiàn)象清晰地展示了全球氣候正在發(fā)生的巨大變化。

5結(jié)論

無(wú)論是功能、結(jié)構(gòu)、材料還是具有功能特性的形態(tài)，采用仿生技術(shù)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，都能夠重現(xiàn)億萬(wàn)年前被檢驗(yàn)過(guò)的清潔、高效的特點(diǎn)，而且在使用和維護(hù)的過(guò)程中，也能夠體現(xiàn)出仿生設(shè)計(jì)的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的審美觀念也在不斷改變，對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵要求也越來(lái)越多元化。仿生設(shè)計(jì)和綠色設(shè)計(jì)，不僅僅是為了讓人類(lèi)在地球上獲得更加美好的生活，更是為了讓人類(lèi)獲得真正的幸福，它們的核心思想源自人類(lèi)對(duì)自身美好生活的憧憬，具有極大的相似性。可以說(shuō)，綠色設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目的，而仿生設(shè)計(jì)則注重環(huán)境保護(hù)手段。通過(guò)將兩者有機(jī)結(jié)合，可以創(chuàng)造出更加環(huán)保、高效、可持續(xù)的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足人類(lèi)日益增長(zhǎng)的需求，也是當(dāng)今設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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