設計，未來可期：美術(shù)學院畢業(yè)季尋訪（五）為人民設計，做人民設計師
——四川美術(shù)學院優(yōu)秀畢業(yè)設計個案

圖/文 四川美術(shù)學院設計學院 本刊主編

四川美術(shù)學院地處我國西南地區(qū)，是我國八大美院之一，也是我國培養(yǎng)高層次美術(shù)和設計人才的搖籃。四川美術(shù)學院設計學科以塑造人民設計師為宗旨，以人民追求與產(chǎn)業(yè)需求為導向，重視社會創(chuàng)新與藝術(shù)共生，秉承綠色可持續(xù)的理念，運用綠色設計方法進行產(chǎn)品系統(tǒng)設計實踐；以用戶研究、產(chǎn)品策略為基礎，針對高端裝備、智能產(chǎn)品、農(nóng)用機具、生活用品、文化體驗等方面展開設計探索，通過設計手段系統(tǒng)解決“人—產(chǎn)品—環(huán)境—社會”之間的關(guān)系問題，在理論與實踐貫通的設計過程中培養(yǎng)學生建構(gòu)起整合的創(chuàng)新思維和系統(tǒng)的設計觀。

在“人民設計師”理念的引導下，同學們立足現(xiàn)在、暢想未來，用設計成就人民對美好生活的向往。2023 年，川美設計學院的師生們更是用自己的行動，通過畢業(yè)設計創(chuàng)作詮釋了他們對于設計教育與設計專業(yè)的宗旨與理想。

作品《基于仿生理念的月球基地概念設計》

指導教師：段勝峰 教授

設計作者：鄭智文 四川美術(shù)學院2023 屆產(chǎn)品設計專業(yè)研究生

選題背景與思考：

近年來，人類對外太空的探索日益深入，月球成為了太空探索的重要目標。各科技強國先后公布新的登月計劃，我國也表明將會在2030 年前后實現(xiàn)載人登月，并在2045 年前后建立駐人月球基地。月球基地的建設不僅可以提供人類在月球上生存和工作的條件，還可以為接下來的深空探測提供基礎設施，大幅減少人類探索深空奧秘的成本和資源。月球基地建筑物所面對的環(huán)境極端嚴酷，與地球建筑物所要考慮的主要問題顯著不同，這也促使我們思考月球基地設計的創(chuàng)新問題，為我國建立長期駐人月球基地盡一份薄力。

問題分析與設計實踐：

月球基地艙體的建設需要消耗大量的資源，設計采用目前國際主流的月壤固化技術(shù)作為基礎理論。月壤是一種富含硅元素和鋁元素的無機礦物材料，通過諸如粘結(jié)、燒結(jié)、模壓等方式對月壤進行加工，制造出的月壤固化物，可以有效抵御月球的隕石沖擊、月震、巨大溫差、高能輻射這些極端環(huán)境，并且可以極大地減少從地球攜帶建筑材料所消耗的資源。

為了利用好月壤資源，用更科學穩(wěn)固的造型結(jié)構(gòu)來搭建月球基地，設計者選擇了學習地球生物超然的智慧，用結(jié)構(gòu)仿生設計的方法來進行月球基地月壤外壁的設計。通過對數(shù)十種生物進行分析篩選，最終選取了龜殼作為月球基地的主要仿生對象。烏龜殼這種特殊的結(jié)構(gòu)具有很強的承壓能力，這與它特有的拱形曲線和科學的結(jié)構(gòu)是分不開的。通過對烏龜殼標本的分析，提煉了龜殼宏觀層面的背甲、腹甲、加強肋結(jié)構(gòu)，以及微觀層面的松質(zhì)層結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)仿生設計。為了讓設計更為科學準確，設計者綜合運用了有限元分析、拓撲優(yōu)化設計等方法。（1）宏觀層面：對龜殼背甲結(jié)構(gòu)造型進行了靜力學仿真分析，分析發(fā)現(xiàn)龜殼背甲造型相比部分傳統(tǒng)的月球基地構(gòu)型受力分布更均勻。通過將模型添加仿生“龜殼腹甲”結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使月球基地艙體結(jié)構(gòu)強度得到大幅提升。同時，通過頻率仿真分析得知，添加加強肋仿生結(jié)構(gòu)可使月球基地艙體的整體抗震性能得到提升，并且發(fā)現(xiàn)其抗震能力與加強肋仿生結(jié)構(gòu)的排列方向與數(shù)量有關(guān)。（2）微觀層面：提出了針對龜殼松質(zhì)層、鳥類骨骼的拓撲優(yōu)化仿生，利用它們骨骼中部多孔隙的特點，在保證打印的月壤外壁強度的前提下，一定程度上減少了原材料的消耗，其耗材相比仿生前減少了63.5%。

在結(jié)構(gòu)設計方面，以龜殼松質(zhì)層仿生月壤外壁、龜殼加強肋仿生梁結(jié)構(gòu)和龜殼腹甲仿生底座為主要的結(jié)構(gòu)方式。在建造組裝方面，設計者通過對龜殼多邊形拼接方式的模仿，將仿生結(jié)構(gòu)的建造視為多個三角形組塊的拼接，并借鑒了中國傳統(tǒng)的榫卯結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)月球基地的快速搭建，從而減少耗材的使用。

教師評語：該項目在月球基地艙體工業(yè)設計領(lǐng)域的研究具有較強的前瞻性和實際意義。設計師對月面環(huán)境及月球基地建設基礎理論進行了深入分析，較為全面地總結(jié)出月球基地設計所面臨的挑戰(zhàn)和機遇。設計師從自然界的生物獲取靈感，將結(jié)構(gòu)仿生設計應用于月球基地的艙體設計，對地外建筑設計模式進行了創(chuàng)新性的探索，展示了基于生物仿生的設計方法在實際工程中的應用方法。在仿生對象的篩選過程中，充分考慮了生物的環(huán)境適應性，確保所選仿生對象能在月球基地的特殊環(huán)境中充分發(fā)揮其優(yōu)勢，設計方案合理性較強，具有較好的應用潛力。在設計過程中，對有限元仿真分析和拓撲優(yōu)化設計方法的運用，使得研究成果在理論和實踐層面均具有較高的可信度。該項目著眼于我國航天事業(yè)的發(fā)展方向和重大需求，從設計視角出發(fā)，探索了太空建筑可能的“生命形態(tài)”，體現(xiàn)了“人民設計師”以設計力量服務于國家需求的意義和價值?！蝿俜?/p>

作品《面向山地環(huán)境的農(nóng)業(yè)無人微耕機設計》

指導教師：趙衛(wèi)東 教授

設計作者：王帥翔 四川美術(shù)學院2023 屆產(chǎn)品設計專業(yè)碩士研究生

選題背景與思考：

如何讓山地丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)勞作者更加輕松地完成農(nóng)耕活動，是未來智慧農(nóng)業(yè)需要解決的關(guān)鍵問題。山地丘陵地區(qū)與平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相比具有一定的特殊性，雖然隨著科技的發(fā)展，逐步實現(xiàn)了手工勞作到人工操作的農(nóng)機耕作生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，但山地特殊的地形地貌始終是農(nóng)機自主耕作所面臨的一大挑戰(zhàn)。如何讓農(nóng)機自主耕作適應山地的地形地貌特征？產(chǎn)品的功能如何與用戶需求之間相協(xié)調(diào)？設計圍繞這些問題展開了思考與探索。

問題分析與設計實踐：

設計不僅僅是提出概念，而是一個系統(tǒng)化解決問題的過程。是什么？怎么樣？為什么？應該是什么？設計實踐圍繞微耕機的相關(guān)使用需求，針對找到的具體問題進行分析，從而提出解決問題的方法。

調(diào)查研究：設計調(diào)研的過程是確立設計定位和解決針對性問題的重要保障。調(diào)研主要從幾個方面入手。首先采用“物—人—境”系統(tǒng)的研究策略構(gòu)建設計語境，通過相關(guān)機械原理研究獲取結(jié)構(gòu)信息并總結(jié)功能屬性。同時，以實地考察的方式建立典型用戶畫像和用戶移情圖來獲取潛在用戶的感知與體驗，對使用環(huán)境進行分類，提取不同環(huán)境特征的使用需求。具體工作體現(xiàn)為對重慶周邊農(nóng)田、果園等農(nóng)耕環(huán)境的考察，與村民溝通和交流，觀察和記錄他們使用微耕機的習慣與狀況。山地農(nóng)田地形特殊，形狀多樣，地塊大小規(guī)格、寬窄不一，地面傾斜、高差各不相同，需要產(chǎn)品具有爬坡、越埂、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定靈活的特性；山地農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)不同，農(nóng)作物種植類別多，對作業(yè)機刀的需求也不同，因此需要設計結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便的機刀模塊；農(nóng)村勞動力減少，人口老齡化嚴重，需要考慮機器到農(nóng)田轉(zhuǎn)運路途的便利性，要求產(chǎn)品能爬坡、能上坎，并且容易搬運。其次，走訪生產(chǎn)廠家，與相關(guān)專家訪談，了解微耕機的基本工作原理。傳統(tǒng)的微耕機結(jié)構(gòu)分為動力、傳動和操作三部分，通過傳動結(jié)構(gòu)將力矩傳送給變速箱，變速箱通過齒輪將動力進一步傳到驅(qū)動輪軸，在工作時，取下驅(qū)動輪更換為耕刀，與驅(qū)動輪軸進行連接從而進行工作。而智能微耕機在動力與傳動部分方面與傳統(tǒng)微耕機基本一致，但新增了遙控器和傳感器，取代操作結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)自主作業(yè)，同時解決了結(jié)構(gòu)、強度、材料、生產(chǎn)工藝、裝配、包裝與運輸過程等相關(guān)問題。

設計定位：基于前期的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)搬運是山地農(nóng)田農(nóng)機使用中的一個難題。因此，在設計中確立了模塊化組合的形式，注重功能設計的合理性，強調(diào)產(chǎn)品造型的功能性語意，直觀表達造型與功能間的映射。

符號性造型語意表達：整體造型提取傳統(tǒng)微耕機的形態(tài)特征，以體現(xiàn)對產(chǎn)品固有功能的認知；具有裝飾性線條的機身結(jié)構(gòu)框架既是動力部分的防撞結(jié)構(gòu)，也具有便于提拉、搬運的功能，同時也體現(xiàn)出機器美學；耕作機以模塊化形式呈現(xiàn)，可以根據(jù)不同的田地需求和耕作需求置換為輪式與履帶兩種形式，其中輪式結(jié)構(gòu)前小后大便于山地農(nóng)田的爬坡、越埂和田地間的靈活轉(zhuǎn)向。

農(nóng)耕機具升級換代及農(nóng)機造型的變化帶來了人機交互關(guān)系的新矛盾。設計希望研究新的產(chǎn)品造型形式對產(chǎn)品使用帶來影響，以及其產(chǎn)品本身的藝術(shù)形式表現(xiàn)。

教師評語：在國家鄉(xiāng)村振興背景下，設計聚焦于智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的研究，是一個具有社會意義的選題。設計針對山地農(nóng)業(yè)地形地貌的特征，提出了兼顧山地農(nóng)耕多樣性需求的多重訴求關(guān)系的系統(tǒng)性設計方案。采用模塊化組合形式，便于微耕機使用中移動和適應不同的農(nóng)耕需求。設計通過理論研究、用戶調(diào)研、設計研究等方式展開，數(shù)據(jù)采集充分，理論與實踐相結(jié)合。作品體現(xiàn)了在功能、材料、結(jié)構(gòu)、人機交互方面的思考，以及功能與形式語意之間的合理性與美觀性，滿足了山地農(nóng)機耕作的特殊需求和風格特征，展現(xiàn)出設計者觀察問題、分析問題、解決問題的創(chuàng)新設計能力與設計表現(xiàn)能力?！w衛(wèi)東

作品《髖關(guān)節(jié)復位訓練模擬器設計》

指導教師：蔡伯鴻 副教授

設計作者：周林溪 四川美術(shù)學院2023 屆產(chǎn)品設計專業(yè)本科生

選題背景與思考：

在醫(yī)療教育及培訓領(lǐng)域，模擬教學逐漸成為了焦點話題。醫(yī)療模擬教學旨在通過運用專業(yè)的醫(yī)療模型為醫(yī)學生提供臨床技能的訓練機會，培養(yǎng)醫(yī)學生的臨床技能熟練度，建立臨床思維，熟悉醫(yī)患溝通，提升團隊合作能力。它不僅是醫(yī)學生進行臨床實習前的重要手段，也是住院醫(yī)生、?？漆t(yī)生臨床技能培訓的有效途徑。

然而，目前可應用于骨科關(guān)節(jié)復位診療技能培訓的模擬產(chǎn)品還較為缺乏。缺乏臨床實踐經(jīng)驗的醫(yī)生在面對急診中的大量關(guān)節(jié)脫位患者時，其處理能力存在明顯欠缺，容易導致病患錯過最佳的治療時機。在多發(fā)的關(guān)節(jié)脫位中，人體的髖關(guān)節(jié)脫位是大關(guān)節(jié)脫位中直接與高能量創(chuàng)傷相關(guān)的，且相對體量較大，復位操作難度較高，也是目前骨科復位模擬器中較為空白的部分。

問題分析與設計實踐：

基于上述背景，結(jié)合產(chǎn)品設計的相關(guān)內(nèi)容，設計了一款給初級醫(yī)護人員進行專業(yè)技能培訓的髖關(guān)節(jié)復位訓練模擬器。在確定選題方向后，設計者首先對人體可能發(fā)生的髖關(guān)節(jié)脫位情況，以及相應的解決辦法進行資料收集。髖關(guān)節(jié)周圍具有韌帶和肌肉附著，所以其結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的，一般只有發(fā)生如交通事故等情況才會導致髖關(guān)節(jié)脫位的發(fā)生。醫(yī)學上對于髖關(guān)節(jié)脫位的直接定義為股骨頭從骨盆的髖臼向后或向前分離，所以在脫位類別上可以大致分為前脫位與后脫位情況。此后，設計者與一線醫(yī)生進行了面對面的溝通交流，以人體髖關(guān)節(jié)功能模型及專業(yè)書籍為標準，確認了脫位后股骨頭所處位置及周圍主要受力的韌帶及肌肉群。為保證模擬過程的準確性，利用3D 打印技術(shù)制作小比例模型進行受力分析試驗，根據(jù)前期與專業(yè)醫(yī)生的溝通結(jié)果，將髖關(guān)節(jié)周圍的髂骨、恥骨、坐骨韌帶作為主要的受力韌帶，并確定出模擬韌帶的連接點，根據(jù)骨骼間的解剖學空間關(guān)系，設計了提供韌帶牽引力的阻尼裝置，同時選取了適合的模擬韌帶材料。

在功能設計之外，設計者還對模擬器的外觀進行了細化?；诖水a(chǎn)品的設計定義，即這是一款具有專業(yè)性、可重復使用的醫(yī)療教學模擬工具，所以要求產(chǎn)品外形的設計上要盡可能貼合人體形態(tài)，在形式與功能上實現(xiàn)有機統(tǒng)一。為此，設計者保留了人體髖部的大致形態(tài)，在人體外形線條上進行細微的調(diào)整使得外部輪廓更加具有形式美感，對于復位過程中需要較多操作的大腿部位，在形態(tài)上與真實人體保持一致，對僅起到輔助作用的小腿部位進行鏤空設計，在保留功能性的同時提升產(chǎn)品美感。在產(chǎn)品配色上，設計者選擇了淺色系色調(diào)，對人體膚色區(qū)域進行了保留，使得模擬器在視覺上與真實人體更為接近，其他結(jié)構(gòu)采用灰白配色，整體產(chǎn)品呈現(xiàn)簡約、實用的設計風格。

教師評語：近年來，因不當?shù)脑\療操作導致的醫(yī)療差錯問題受到醫(yī)學界的廣泛關(guān)注，從而引發(fā)了對醫(yī)學技能培訓方式的討論。為醫(yī)護人員提供高質(zhì)量的醫(yī)療模擬訓練能夠有效提高醫(yī)護人員的臨床技能水平，從而減少或避免醫(yī)療差錯的發(fā)生。該項目與重慶醫(yī)科大學附屬璧山醫(yī)院合作，從臨床一線的實際需求出發(fā)，開展醫(yī)療模擬領(lǐng)域的設計創(chuàng)新。在創(chuàng)作過程中，設計者深入診療一線進行手術(shù)觀摩和數(shù)據(jù)采集，對設計痛點的把握較為準確，同時邀請醫(yī)生參與樣機模型驗證測試和修正過程，確保了模擬產(chǎn)品功能特點的準確性和專業(yè)性。該選題立意與當下醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展較為契合，最終達到了較好的效果，實現(xiàn)了高仿真度的人體髖關(guān)節(jié)復位模擬產(chǎn)品設計目標，技術(shù)原型機通過了專業(yè)醫(yī)生的驗證測試，受到了醫(yī)學專家極大的肯定，具有極好的實踐落地前景，為臨床一線急需的關(guān)鍵醫(yī)療技能培訓提供了有效途徑，降低了臨床操作風險，拓展了設計與醫(yī)療交叉領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展，有助于提升醫(yī)療衛(wèi)生體系的服務質(zhì)量，提升人民幸福感，實現(xiàn)以培養(yǎng)“人民設計師”為目標的教學理念?！滩?/p>

作品《Photographic stronghold 攝影據(jù)點——戶外多功能移動座艙》

指導教師：段勝峰 教授 劉子豪 教師

設計作者：尚文豪 四川美術(shù)學院2023 屆產(chǎn)品設計專業(yè)本科生

選題背景與思考：

在未來的汽車市場中，Z 世代人群將會成為消費主力。他們具有獨立的思考能力，強調(diào)體驗感和個性化。他們尋求拓展汽車的使用體驗，讓汽車輔助日常生活，并通過汽車來彰顯自己的個性。在這個背景下，汽車設計需要滿足更多細分的功能需求，這將成為創(chuàng)新的機會點。

過去，工作工具和交通工具曾有一定程度的融合，但往往存在兩種極端方式：一種是專注于工具屬性，如工程車輛，雖然滿足工作需求，但卻犧牲了乘員的舒適性和道路的通行性能，無法充分發(fā)揮交通工具的作用；另一種是純粹的交通工具，如家用車，但在某些情況下，需要將其功能化，例如將無人航拍機與汽車融合以進行戶外航拍。然而，這種方式可能會導致功能的堆砌，需要仔細權(quán)衡其必要性。如何在這兩個極端之間尋找一個平衡點就成為汽車設計的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。這意味著汽車的設計不僅要考慮滿足個性化需求和拓展體驗，還需要確保車輛具備良好的舒適性和道路通行性能。這種平衡的設計可以更好地滿足未來汽車消費者的多樣化需求，使汽車不僅是一種交通工具，還是一種適應不同生活方式和工作需求的工具。

問題分析與設計實踐：

（1）用戶研究

設計將目標用戶設定為戶外攝影師群體，他們具有特殊的工作需求和生活方式，面臨城市道路和自然環(huán)境等多變的工作場景，作息時間碎片化。這一群體需求具備兩個顯著特點：一是生活和工作間的無縫切換；二是城市和戶外的來回穿梭。設計實踐中以戶外攝影師群體的兩個特點作為“錨點”，輻射更多具有相同特點的群體，如Vlog 博主、自由撰稿人、數(shù)字游民、自由音樂人等新興職業(yè)人群。

（2）整車結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新

為了滿足目標用戶的需求，產(chǎn)品需具備多功能性和適應性，同時保持小型車輛的便捷性。整車構(gòu)架的創(chuàng)新確保了車輛在不同工作和生活場景下都能夠提供卓越的性能。這一設計具有兩大創(chuàng)新點：①可變底盤。底盤結(jié)構(gòu)被設計為內(nèi)飾功能的主要支撐，同時實現(xiàn)了升降平臺和可變軸距兩大功能。這個設計使得車輛在保持小尺寸的同時，能夠提供多種內(nèi)飾配置選項，增強了車輛的靈活性和多功能性。設計靈感來源于柯尼卡Recorder 伸縮式相機，其中錯位的伸縮接縫被應用到底盤設計中，以優(yōu)化空間利用率。這種設計對于小型車輛來說非常有價值，使其可以在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)多種功能。②獨立輪組。車輛的輪組采用了輪轂電機，四輪獨立驅(qū)動。輪組結(jié)構(gòu)的設計參考了扭力桿懸掛和摩托單搖臂懸掛，但進行了調(diào)整，以滿足避震需求并具備可調(diào)節(jié)底盤高度的功能，這種設計使得車輛可以在不同的路況和工作場景中保持穩(wěn)定性。當車輛進入越野模式時，輪組可以旋轉(zhuǎn)，底盤升高，外側(cè)護板升起，將輪胎完全暴露，從而獲得較高的越野性能。這種切換功能增強了車輛在不同地形下的適應能力。

（3）應用場景的多樣性

場景1：戶外工作空間。在常規(guī)軸距狀態(tài)下，用戶可以調(diào)整座椅布局，將駕駛座向右橫移，然后順時針旋轉(zhuǎn)，在車內(nèi)創(chuàng)建穩(wěn)定、安靜的工作空間。右側(cè)桌板預留缺口以容納橫向移動的座椅靠背。

場景2：升降觀景平臺。升降平臺采用液壓頂升，非使用狀態(tài)下，液壓桿及升降平臺上緣與底盤持平，隱藏于底盤中。平臺主體包含可旋轉(zhuǎn)平臺和支撐底座兩部分，它們都是底盤的組成部分。在底盤分割線上進行二次分割，內(nèi)部使用環(huán)形插銷鎖止。當升降平臺舉升時，插銷解鎖，底盤恢復可變軸距功能。

場景3：雙床位戶外生活。在拉伸軸距狀態(tài)下，車內(nèi)空間得以擴展。前、后底盤板塊分離，產(chǎn)生了空缺空間。主駕駛座椅折疊變形后滑動至空缺處下沉，與后排座椅拼接形成單人床位。此操作也適用于右側(cè)座椅，從而形成具有雙床位的座艙空間，滿足雙人短期的戶外生活需求，如父子共同出行的情境。

場景4：臨時會客、商談與娛樂。在拉伸軸距狀態(tài)下，后排座椅順時針旋轉(zhuǎn)90 度，主駕駛位向右橫移后再順時針旋轉(zhuǎn)，以創(chuàng)建前后兩個獨立的座艙空間。這種布局可為用戶提供臨時會客、商談的空間，同時保護用戶的隱私。此外，用戶還可以調(diào)整主駕駛位的朝向，形成休閑娛樂影音空間。

這些應用場景充分考慮了用戶的不同需求和情境，使車輛能夠在各種工作和生活場景下提供支持。

教師評語：《Photographic stronghold 攝影據(jù)點——戶外多功能移動座艙設計》是本田汽車贊助的校企合作項目。設計從細分的用戶需求出發(fā)，探索更有趣的人車結(jié)合方式，讓“車”不只是“車”，而是具有定制化可能性的生活空間。方案從體驗研究到造型轉(zhuǎn)化，所有的設計點都有據(jù)可循。很好地體現(xiàn)了“形式追隨功能，功能追隨體驗”的理念。內(nèi)飾布局具有創(chuàng)新性，模塊化的組合方式設計合理，細節(jié)設計精致到位，色彩材質(zhì)運用豐富且搭配和諧美觀。外觀整體大氣，具有科技感，將功能和造型完美結(jié)合。整體設計符合Z 世代人群對新奇生活方式的探索需求，設計兼具前瞻性與落地性?！獎⒆雍?/p>

習近平總書記強調(diào)，堅持以人民為中心的創(chuàng)作導向。設計作為一種構(gòu)建生活方式較有力的手段，已經(jīng)浸潤到衣、食、住、行的方方面面，未來的設計師要扎根人民、扎根生活，有責任服務于人民群眾對高品質(zhì)生活的需求。四川美術(shù)學院塑造“人民設計師”的教學理念，是設計教育識變應變的時代應答、是響應“人民對美好生活的向往”的教育應答、更是踐行“為人民服務”的川美實踐！