基于仿生設(shè)計的商業(yè)空間公共座椅設(shè)計研究

胡康 王明菊

摘要：在商業(yè)空間中，公共座椅是人們購物過程中的重要休憩設(shè)施，不僅影響了用戶的購物體驗，還是整個環(huán)境不可或缺的景觀之一，一定程度上決定著商業(yè)綜合體的質(zhì)量。本文以商業(yè)空間中的公共座椅作為研究對象，結(jié)合仿生設(shè)計理念，并歸納整理文獻，分析公共座椅造型設(shè)計中仿生手法的應(yīng)用，試圖重構(gòu)其與人的關(guān)系，改善當今商業(yè)空間公共座椅設(shè)計風(fēng)格單一的現(xiàn)狀，從而提高商業(yè)綜合體對群眾的吸引力。最后提出了仿生設(shè)計在商業(yè)空間公共座椅設(shè)計的4項原則，并基于此進行了設(shè)計實踐。為仿生形態(tài)的商業(yè)空間公共座椅設(shè)計提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：仿生設(shè)計 公共座椅 商業(yè)空間 造型設(shè)計 互動性體驗

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2023）21-0127-04

Abstract：In commercial space，public seat is an important rest facility in the process of shopping. It not only affects the shopping experience of users，but also is one of the indispensable landscapes of the whole environment，which determines the quality of commercial complex to a certain extent.This paper takes the public seat in commercial space as the research object，combines the concept of bionic design，summarizes and collates the literature，analyzes the application of bionic technique in the modeling design of public seat，tries to reconstruct its relationship with people，improve the current situation of single design style of public seat in commercial space，so as to improve the appeal of commercial complex to the masses.Finally，four principles of bionic design in commercial space public seat design are put forward，and the design practice is carried out based on them.It provides reference for the bionic form of commercial space public seat design.

Keywords：Bionic design Public seats Commercial space Modelling design Interactive experience

引言

隨著人們生活水平和精神需求的提高，商業(yè)空間已從簡單的貨物集散中心發(fā)展為集消費、藝術(shù)和休閑為一體的大型購物中心。在這樣的商業(yè)環(huán)境下，公共設(shè)施形式和功能的要求也越來越豐富。其中，公共座椅是商業(yè)空間中與人交互最多的公共設(shè)施之一，不僅影響人們的休閑購物體驗，也是商業(yè)空間氛圍整體性形成的重要環(huán)節(jié)。目前，對公共座椅的設(shè)計研究還有所不足，對商業(yè)空間中公共座椅的設(shè)計研究更為稀少。因此，將仿生設(shè)計融入公共座椅設(shè)計中，可以為其增加多層次的研究視角。仿生設(shè)計對公共座椅的外觀造型設(shè)計和語義表達都有著重要作用，合理地應(yīng)用仿生設(shè)計將豐富公共座椅的設(shè)計形態(tài)和細節(jié)，更好地滿足現(xiàn)代市場環(huán)境對商業(yè)空間公共座椅的需求。本文基于對商業(yè)空間公共座椅設(shè)計的價值、現(xiàn)狀和未來方向的分析，總結(jié)了仿生設(shè)計的應(yīng)用方法，并提出了仿生設(shè)計在商業(yè)空間公共座椅中的設(shè)計原則。最后，我們提出了具體的設(shè)計方案，為后續(xù)的設(shè)計研究提供了較為有效的設(shè)計路徑。

一、仿生設(shè)計概述

仿生學(xué)是一門交叉性學(xué)科，將科學(xué)技術(shù)與生物自然相結(jié)合。通過科學(xué)分析自然生物的生態(tài)功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)等樣本，仿生學(xué)模擬自然生物系統(tǒng)的原理，將其中的形態(tài)、肌理、結(jié)構(gòu)、顏色、功能等各個方面應(yīng)用于人造技術(shù)中，形成自己的科學(xué)體系，并被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計的開發(fā)和創(chuàng)新中。仿生設(shè)計不僅僅是對產(chǎn)品構(gòu)造的仿生，更是設(shè)計師想傳達的一種生態(tài)理念。追求傳統(tǒng)與現(xiàn)代、自然與人類、藝術(shù)與技術(shù)的融合創(chuàng)新，探索社會生產(chǎn)活動與自然界的契合點，追尋人類生存方式與觀念，達到人與自然的高度真諦。基于仿生學(xué)相關(guān)理論和成果而衍生出的仿生設(shè)計，在指導(dǎo)設(shè)計的過程中也證明了其科學(xué)性與合理性，極大地促進了設(shè)計學(xué)的發(fā)展[1]。

二、坐具產(chǎn)品中的仿生設(shè)計基本理念

（一）形態(tài)與色彩仿生設(shè)計

仿生設(shè)計以自然界萬物的形態(tài)、色彩等作為研究對象，在設(shè)計過程中有選擇地應(yīng)用使其與設(shè)計結(jié)合 [2]。形態(tài)方面主要從“意”和“象”的角度進行仿生?！耙狻敝阜律匀辉团c設(shè)計產(chǎn)品之間存在的抽象形態(tài)或可類比特點的聯(lián)系；“象”指從具象的造型語言模仿自然物，使設(shè)計產(chǎn)品具有自然的親和力，易于人們理解。通過“意”和“象”的仿生，設(shè)計可實現(xiàn)物物交融、形神兼?zhèn)涞男ЧＨ鐖D1，座椅巧妙地仿照了鯨魚形態(tài)，鯨魚頭部是座椅，尾部則為承托支架，視覺上形成趣味美感和強烈個性。色彩是刺激人類眼球的首要信息，色彩心理學(xué)的研究表明，自然色彩可以映射人們的心理感受。如圖2，多功能原木座燈，在色彩上仿照了樹木的外皮，在開燈時模仿了螢火蟲圍繞樹木的光亮，使燈光具有溫馨的自然感，同時產(chǎn)品可作為座椅使用，從而實現(xiàn)了樹樁形態(tài)仿生的設(shè)計語義。

（二）功能仿生設(shè)計

仿生設(shè)計是產(chǎn)品功能創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié)，其目的是通過仿造自然造物的結(jié)構(gòu)原理，推進產(chǎn)品的創(chuàng)新和更迭，提升產(chǎn)品的使用性能。其原理是通過模擬自然中存在的生物結(jié)構(gòu)對現(xiàn)有產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)上的再造，以捕捉與學(xué)習(xí)生物本身的獨特功能，并從中有效提煉這些功能的設(shè)計機會點，以滿足切實需求。如OUTSIDE / INSIDE“草垛子”文具收納設(shè)計，如圖3，通過對草垛的結(jié)構(gòu)模仿，呈現(xiàn)出自然質(zhì)感，重新詮釋了對“容器”的傳統(tǒng)理解，將傳統(tǒng)的桌面文具轉(zhuǎn)變?yōu)槿碌淖匀灰曈X、觸覺和功能體驗。

（三）結(jié)構(gòu)與肌理仿生

結(jié)構(gòu)仿生不僅包括宏觀的力學(xué)結(jié)構(gòu)，也包括物體微觀的組織結(jié)構(gòu)，如肌肉骨骼結(jié)構(gòu)、植物細胞結(jié)構(gòu)等。Skeleton魚骨椅，如圖4，通過仿照魚骨的結(jié)構(gòu)由線狀木條排列成椅面和椅背，結(jié)構(gòu)上十分貼近人體脊椎，對背部的包裹感使得座椅的舒適度大大提高。模擬生物表皮的紋路，用造型材料表現(xiàn)生物形態(tài)和其表面紋理，可以讓人們感受到自然的美好，并體驗到形式美的體驗。如圖5，日本設(shè)計師Tamura Nao的創(chuàng)意，通過對荷葉的自然形態(tài)觀察，得到設(shè)計啟發(fā)，使用硅砂材料制成的碟子模仿了荷葉的質(zhì)感，具有獨特的柔韌性，方便盛放各類菜品，似荷葉般的清新淡雅增加了自然親切感，展示了一種充滿詩意的東方美學(xué)，達到了趣味性與功能性的和諧統(tǒng)一。

三、仿生設(shè)計在商業(yè)空間公共座椅的設(shè)計原則

（一）商業(yè)空間公共座椅的設(shè)計現(xiàn)狀

在當下體驗式購物的新場景下，新型購物中心主題公園興起，其人性化的布局和豐富多元的展示方式吸引著游客前往。商場不再是簡單的貿(mào)易中心，而是網(wǎng)紅景點、藝術(shù)展館和購物中心的完美結(jié)合，在這種“商業(yè)空間美術(shù)館”的開創(chuàng)下，商業(yè)和藝術(shù)統(tǒng)一起來，購物變成了全新的消費體驗，使物質(zhì)和精神達到了和諧的統(tǒng)一[3]。公共座椅作為商業(yè)空間公共設(shè)施的一種，狹義上是室內(nèi)空間生活使用的器具，而廣義上則是人們追求美好生活環(huán)境的產(chǎn)物，具有公共性和傳播性，能滿足人們坐、倚、靠的需求，服務(wù)于商場中休息的人們，并與建筑空間融合，美化環(huán)境、引導(dǎo)顧客。

公共座椅的設(shè)計局限性對商業(yè)空間的整體體驗產(chǎn)生了不利影響，由于美觀性差、數(shù)量不足和舒適性一般等問題，商業(yè)空間的功能提升受到了限制。當前，購物中心的座椅缺乏特色，數(shù)量或位置不佳，邊界效應(yīng)導(dǎo)致中央空間的浪費，人們不愿和陌生人坐在一起，增加了座位的浪費率[4]。商場是人們釋放精神壓力和緩解身體勞累的場所，人們不僅在此進行消費活動，也需要適當休息來舒緩神經(jīng)。因此，商場需要提供舒適、美觀、功能齊全的座椅，以滿足消費者的需求。

公共座椅本質(zhì)上是為人服務(wù)，以人性化設(shè)計為重心，結(jié)合功能、舒適、美學(xué)、交互等多元化需求，不斷增強其功能復(fù)合屬性，從空間到時間多角度的設(shè)計為商業(yè)空間帶來更多的靈活性和可變性，滿足用戶多樣化的使用需求[5]。當前，商業(yè)空間的公共座椅為提高人員流通率在視覺體驗感與使用舒適性上大打折扣，影響了商業(yè)空間的用戶體驗感受。助仿生設(shè)計中的色彩、結(jié)構(gòu)和造型等設(shè)計細節(jié)，可以使公共座椅與商業(yè)空間形成和諧之美，以突出營造和諧環(huán)境與空間審美特質(zhì)，滿足消費者的多樣化需求。

（二）基于仿生設(shè)計的商業(yè)空間公共座椅設(shè)計原則

1.呼應(yīng)環(huán)境的仿生美學(xué)性

在商業(yè)空間公共座椅的設(shè)計過程中，美學(xué)性需要被不斷挖掘和運用。生物存在天然的合理性與審美性，因此，以動植物資源為靈感來進行設(shè)計，可以從形態(tài)、色彩、結(jié)構(gòu)、肌理質(zhì)感等多個方面或單一某個方面入手，為公共座椅注入自然之美。為了與整體環(huán)境氛圍和空間相協(xié)調(diào)，仿生座椅需要應(yīng)用共生的理念在設(shè)施材料、色彩形態(tài)等細節(jié)符號上進行設(shè)計。例如，使用天然材料或具有自然特征的材料來營造座椅的自然肌理感，增強人們對自然的觸覺感知；在形態(tài)上應(yīng)用具象或抽象的生物特征設(shè)計元素來豐富座椅的造型設(shè)計，使人產(chǎn)生寫實或?qū)懸獾膶徝狼楦校豢梢岳蒙铼毺貎?yōu)美的生理結(jié)構(gòu)實現(xiàn)公共座椅的功能化，使座椅充滿朝氣和生命力。在進行造型上的仿生設(shè)計時，應(yīng)從多個角度出發(fā)，發(fā)揮其自然美的優(yōu)勢，以實現(xiàn)更高的審美愉悅 [6]。如圖6的位于悉尼歌劇院的肋骨凳，從結(jié)構(gòu)上仿照哺乳動物肋骨內(nèi)側(cè)排列緊密，外側(cè)輕微擴張的特征，采用蒸汽彎曲工藝使33根硬木彎折成弓廓形，并用鋁制脊貫穿，形成優(yōu)美且具有支撐性的輪廓形狀，與悉尼歌劇院融于自然的設(shè)計理念吻合。

2.符合用戶需求的實用性

公共座椅作為服務(wù)性設(shè)施，在商業(yè)空間的公共座椅仿生設(shè)計中，材料、形態(tài)和結(jié)構(gòu)都要滿足實用性的要求，并在此前提下創(chuàng)造設(shè)計亮點。座椅的主要功能是供人坐下休息，因此需要根據(jù)人機工程學(xué)來調(diào)整座椅功能尺度、“人-椅”界面、座椅材料，設(shè)計合理的座椅尺寸曲線，適當增加柔軟材料，來緩解人與椅之間的界面活動帶來的生理疲勞[7]。座椅的傾角位于110°左右較為合理，座椅坐面高度則應(yīng)與人膝蓋平齊，約為38～45cm。由于商業(yè)空間面積較大，人員流動頻繁，公共座椅應(yīng)散開排放，其可坐位置要盡量增加，以應(yīng)對多人休息的情況。

3.注重體驗的參與交互性

在商業(yè)藝術(shù)空間中，公共座椅與傳統(tǒng)公共座椅有所不同。由于其特殊的位置場合，公共座椅與人之間的互動關(guān)系逐漸增強，這種互動的程度會對空間的活躍度產(chǎn)生影響[8]。在商業(yè)藝術(shù)空間中，人與裝置藝術(shù)作品之間的互動主要分為兩種類型。第一種是由感官引起的心理層面的認知性互動，即通過觸摸、視覺和聽覺等感官來感知作品所傳遞的信息。第二種是由行為引起的生理層面的參與性互動，即通過身體的動作與作品進行互動，如坐在公共座椅上、拍攝照片等。這兩種互動方式相結(jié)合，能夠讓人更深入地領(lǐng)略設(shè)計師所傳達的，對作品的感情和對空間的理解，從而產(chǎn)生共鳴[9]。

在認知互動中，人們會通過五種感官去感知公共座椅的形態(tài)、材料、色彩和結(jié)構(gòu)等方面，并產(chǎn)生情感上的互動。設(shè)計師應(yīng)該考慮到這五種感官，并將它們應(yīng)用于仿生設(shè)計中。從視覺、聽覺、觸覺等角度出發(fā)，為仿生公共座椅設(shè)計注入更具張力的體驗。如圖7的俄羅斯方塊座椅，其隨著地面上地磚的幾何排列規(guī)律而凸起，與環(huán)境交互相契合，給人帶來視覺上和諧。如圖8的鵝卵石座椅則從視覺和觸覺角度取用鵝卵石低矮圓潤的外觀和光滑溫潤的肌理，錯落的散布在環(huán)境中帶來自然柔和的氛圍。

4.藝術(shù)理念的傳達性

公共座椅作為一種裝置藝術(shù)，不僅滿足其功能的可用性，而且作為景觀的一部分，也表達著景觀環(huán)境的內(nèi)涵，闡述著空間秩序與環(huán)境獨有的調(diào)性。通過設(shè)計師的設(shè)計手法，公共座椅實現(xiàn)了更高層面的藝術(shù)價值，向公眾傳達了深刻的設(shè)計理念。在商業(yè)空間中，設(shè)計師可以借助聲、光、電等科技手段，實現(xiàn)公共座椅與商業(yè)空間更好地融合，增添更多互動的可能性，使用戶更深刻地感受到其中的藝術(shù)理念[10]。

四、商業(yè)空間公共座椅仿生設(shè)計實例

（一）生物仿生元素的提取

本文以仿生設(shè)計在商業(yè)空間公共座椅中的4個設(shè)計原則為依托，選定合適的仿生元素進行推演。通過仿生語義學(xué)分析其理念和價值，構(gòu)思其交互功能，并選取不同材質(zhì)進行結(jié)合。同時，通過問卷調(diào)查和用戶訪談，分析用戶的喜好、需求和商業(yè)環(huán)境等因素，最終確定了流線型動物造型元素作為仿生設(shè)計的基礎(chǔ)，并不斷推演。通過實踐設(shè)計，進一步拓展商業(yè)空間公共座椅的創(chuàng)新設(shè)計研究。如圖9，產(chǎn)品造型上借鑒了櫛水母、蛞蝓等海洋生物形體，這幾類海洋動物具有柔軟、靈活、外形奇異的特點。而造型形體上并未直接采用櫛水母的形態(tài)，而是抽象概括了蛞蝓類生物的游動姿態(tài)[11]，把蛞蝓向前扭曲的身體蜿蜒成長椅的輪廓。長椅雙向可坐，中間突起的椅背借鑒了魚類的背鰭和蜥蜴隆起的背部。設(shè)計將生物靈動曲折的運動姿態(tài)抽象為座椅外部線條，將魚類背鰭類比為長椅靠背，5條彎曲的輪廓線互不相同，共同組成長椅的支撐框架?！皺薄北疽鉃槭嶙樱扔飨袷猃X那樣密集的排列，櫛水母名字的由來正是因其緊密排列的櫛板，而櫛椅將放大櫛水母這一特點，用透明材料做梳齒狀椅身，模擬櫛水母的櫛板。

（二）基于仿生設(shè)計原則的公共座椅建立過程

通過設(shè)計元素提取與產(chǎn)品特性分析，參照基于仿生設(shè)計的商業(yè)空間公共座椅的設(shè)計原則，綜合分析確定座椅設(shè)計所使用的仿生元素及轉(zhuǎn)換方式，見圖10。依據(jù)環(huán)境仿生美學(xué)性原則，將蛞蝓運動的形態(tài)運用至公共座椅則意指人流為海，座椅則是刺破水流的鰭，引導(dǎo)著人流方向。將魚類背鰭類比為長椅靠背則是遵循了符合用戶需求的實用性原則，符合人體工學(xué)，使用戶使用體驗更為舒適。參考注重體驗的參與交互性原則，將櫛水母透明的軀體和梳齒狀的櫛板轉(zhuǎn)換為透明的椅身和排列整齊的支撐，同時放大櫛水母在海水中能顯示出彩虹般光芒的顯著特征，加入科技元素試圖達到座椅隨人體移動而發(fā)光的交互效果，在藝術(shù)理念的傳達性上意指生物的呼吸和生命的律動，展示了人對海洋的敬畏之心，對自然的保護意識。

（三）材料與工藝選擇

座椅材料分為3部分：鐵質(zhì)框架、織物、光源。1. 框架采用鋼管支撐，利用數(shù)控彎管機彎曲鋼管至固定弧度，最終得到6根較為精準的邊。根據(jù)模型計算支撐棍的長度和數(shù)量，進行切割和焊接，最終用白色噴漆涂上。2.選用透明PVC塑料管和透明亞克力棒作為編織材料。使用一根連續(xù)的PVC管編織將脊背一側(cè)連接底部，一側(cè)連接椅面。椅身的編織上，在每條PCV管中插入透明亞克力棍增加其支撐性，后將結(jié)合物按規(guī)律排列編織，得到櫛板狀的椅身。將電纜排列成帶狀，從椅面傾斜拉至底部，模擬DNA中的堿基對。多色半透明玻璃絲在內(nèi)部編織，比喻生物的毛細血管，暗指污染海洋的漁網(wǎng)。3.本次設(shè)計將冰藍色和藍色燈條分段，斜插進長椅內(nèi)部，使光線分布整個長椅，并通過透明PVC管和亞克力棍散射出來，形成夢幻的發(fā)光效果。在電路中，每根燈條下安裝了人體紅外感應(yīng)裝置和呼吸燈模塊，使燈條隨人體的移動緩慢亮起。

（四）設(shè)計作品展示

從人體工學(xué)角度出發(fā)，座椅的傾角定為10°～35°，適宜人體傾靠，椅面高度為40公分可使小腿直立放置。長椅總長度2.5m，總寬度1.2m，可坐位置最窄16cm，最寬38cm，最多容納6人，椅背高0～38cm，長椅總高度為78cm，滿足用戶在商業(yè)空間休息的基本需求。由于體形龐大，故將長椅從中間分為兩部分，既方便制作和運輸又降低了成本。

在設(shè)計初期，設(shè)計草圖是展現(xiàn)設(shè)計想法并刺激靈感的最好呈現(xiàn)方式，有助于設(shè)計師整理設(shè)計思維并進行下一步的完善。根據(jù)對前期調(diào)研的研究分析，對柔軟海洋生物的造型元素進行提取，并在此基礎(chǔ)上進行形態(tài)演變和細化，最終得到理想的設(shè)計草圖，見圖11。確定初稿后運用Rhino 3D建模軟件對其進行3D建模，運用Keyshot渲染軟件對模型進行材質(zhì)貼圖和渲染，得到的效果圖見圖12。最后進行材料焊接加工和編織，手工制作公共座椅實物，見圖13。

“櫛椅”是一款基于仿生設(shè)計的公共長椅，場景定位于商業(yè)藝術(shù)空間，是集多媒體互動裝置和休閑座椅于一身的公共座椅。其透明櫛狀椅身仿生于櫛水母，內(nèi)部燈帶受編程控制通過人體感應(yīng)觸發(fā)而閃爍，意指生物的呼吸，見圖14。長椅的仿生造型與工業(yè)材料結(jié)合，表達對生命的敬重和對未來生命與科技的和諧共處的期待。

結(jié)語

本文研究了仿生設(shè)計與商業(yè)空間中公共座椅的創(chuàng)新性組合方式，提出了兩者結(jié)合時應(yīng)遵循仿生美學(xué)性、以人為本、交互性、理念傳達性的4項設(shè)計原則，并在此4項原則上進行實踐設(shè)計。在理論層面上，仿生設(shè)計為商業(yè)空間中的公共座椅帶來了新的研究路徑和創(chuàng)新方法，在公共座椅中注入了回歸自然的理念，使其研究空間被進一步拓展。在實踐層面上，通過理論與實踐設(shè)計的相互結(jié)合，進一步鞏固了4項設(shè)計原則，總結(jié)出商業(yè)公共座椅中仿生設(shè)計的多種材料組合方式與多類別的仿生方法，為設(shè)計從事人員在商業(yè)空間公共座椅的開發(fā)、設(shè)計和升級中提供了可借鑒的案例。

大自然提供了多種多樣的自然資源是設(shè)計資源寶庫，如果我們能遵循古人“師法自然”的哲學(xué)思想，從大自然的饋贈中掌握生物的獨特特征，感受生命的悸動，并將其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、理念等巧妙地類比運用到現(xiàn)在的設(shè)計中，將豐富設(shè)計方法的研究。

參考文獻

[1]杜鶴民，基于產(chǎn)品語義的形態(tài)仿生設(shè)計方法研究[J]. 包裝工程，2015. 36（10）：60-63.

[2]呂紅，王昕羽.仿生設(shè)計學(xué)在座椅設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].家具與室內(nèi)裝飾，2019（07）：116-117.

[3]王錫金，趙靈芝.商業(yè)空間公共設(shè)施設(shè)計路徑探析[J].包裝工程，2022，43（08）：329-331+339.

[4]徐雅潔，白雪，儲凱峰 . 論城市戶外公共座椅規(guī)劃設(shè)計的優(yōu)化[J]. 北京印刷學(xué)院學(xué)報，2019，27（8）：37-39+46.

[5]張冉，熊建新.城市公共空間座椅設(shè)計研究[J].包裝工程，2010，31（14）：12-14.

[6]吳香君. 公共座椅的仿生設(shè)計研究[D].北京化工大學(xué)，2018.

[7]楊麗帆，申黎明，談立山等 . 人 - 椅界面設(shè)計對座椅舒適性的影響[J]. 家具，2020，41（2）：29-33.

[8]杜成巍，周阿成. 互動裝置藝術(shù)在城市商業(yè)空間的應(yīng)用研究[J]. 設(shè)計，2019，32（7）：56-57.

[9]伍迪.裝置藝術(shù)在城市景觀設(shè)計中的互動性應(yīng)用研究[D].東華大學(xué)，2014.

[10]韓宇翃，高世敏，齊羚，等.可持續(xù)理念下的交互景觀設(shè)計策略與方法研究[J].中國園林，2020，36（12）：47-51.

[11]寧杰.海洋動物形態(tài)仿生在包裝容器設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].設(shè)計，2022，35（21）：132-134.