設(shè)計(jì)類學(xué)術(shù)論文(2)
設(shè)計(jì)類學(xué)術(shù)論文
副標(biāo)題#設(shè)計(jì)類學(xué)術(shù)論文篇二
試談工業(yè)設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)
【摘要】 以科學(xué)家對(duì)仿生學(xué)的研究成果為基礎(chǔ)，工業(yè)設(shè)計(jì)師們通過(guò)結(jié)合不同的產(chǎn)品概念進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品具有真實(shí)的美感、自然生命的意義以及人性化的特征。充分體現(xiàn)了人類與自然，科學(xué)與設(shè)計(jì)等技術(shù)多元化融合的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。闡述了仿生設(shè)計(jì)中的“形態(tài)”仿生、“結(jié)構(gòu)與材料”仿生、“功能”仿生以及“界面”仿生等多種仿生技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】 仿生設(shè)計(jì);工業(yè)設(shè)計(jì);生物進(jìn)化;人性化
仿生設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)中最有活力，最具創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法，它在工業(yè)設(shè)計(jì)中蘊(yùn)藏著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及深厚的歷史積淀。仿生設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)回歸自然，追求人性化的一種具體可行的辦法，逐漸成為工業(yè)設(shè)計(jì)中新的亮點(diǎn)。
一、仿生設(shè)計(jì)的概況
人類出現(xiàn)以前，地球上已經(jīng)出現(xiàn)了各種生物，而且在自然界已經(jīng)存活了上億萬(wàn)年，在長(zhǎng)期的進(jìn)化中，獲得了與大自然相適應(yīng)的各種生活能力，生理的功能與結(jié)構(gòu)也達(dá)到了高度的統(tǒng)一。形形色色的自然界，總讓人神往，使人浮想聯(lián)翩，小鳥(niǎo)在天上飛，魚(yú)兒在水中游，吸引著人們不斷的想象、探索、模仿。仿生學(xué)是以研究生物系統(tǒng)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，為工程技術(shù)提供新的工作原理及新的思想觀念。嚴(yán)格的講，仿生學(xué)其實(shí)是生物學(xué)中應(yīng)用生物學(xué)的一個(gè)分支，仿生設(shè)計(jì)也可以說(shuō)是仿生學(xué)的一種發(fā)展和延續(xù)，很多仿生學(xué)的研究成果都是通過(guò)工業(yè)設(shè)計(jì)的加工創(chuàng)造從而進(jìn)入人們的生活。仿生設(shè)計(jì)在工業(yè)上主要是運(yùn)用科學(xué)與工業(yè)設(shè)計(jì)的藝術(shù)相結(jié)合的方法、思維，以人性化的角度出發(fā)，不僅在物質(zhì)上，而是在精神上追求自然與人類、傳統(tǒng)與現(xiàn)代、藝術(shù)與科技等多元素的創(chuàng)新和融合。仿生設(shè)計(jì)有利于尋求人類共同的生存方式、社會(huì)活動(dòng)與大自然之間的默契，使人與自然達(dá)到真正的和諧。
二、仿生設(shè)計(jì)中的形態(tài)仿生
大自然中天然形成的優(yōu)良設(shè)計(jì)對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，是取之不盡用之不竭的資料庫(kù)。運(yùn)用效仿自然形態(tài)的手法來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，是設(shè)計(jì)師們?cè)趯W(xué)習(xí)大自然的過(guò)程中逐漸形成的設(shè)計(jì)習(xí)慣。當(dāng)今社會(huì)，人們對(duì)于生活用品、工業(yè)用品的要求已不僅僅在于功能，更多的是追求淳樸、清新的風(fēng)格?，F(xiàn)代文明的發(fā)展嚴(yán)重影響了生態(tài)平衡，迫使人們不斷的反思、努力追求更新的出路，并且深刻地意識(shí)到生態(tài)環(huán)境對(duì)于人類的深刻的意義。因此，發(fā)現(xiàn)與探索人類本真的面貌以及追求和諧生活的原始形態(tài)已經(jīng)逐漸成為社會(huì)生活發(fā)展的方向，仿生設(shè)計(jì)逐漸被人們所關(guān)注和重視，它似乎為人們打開(kāi)了通往和諧的門庭?，F(xiàn)代的形態(tài)仿生設(shè)計(jì)產(chǎn)品建立了人、自然、機(jī)器和諧對(duì)話的平臺(tái)，使人類進(jìn)入原生態(tài)中不斷挖掘新的設(shè)計(jì)作品和新的形象。產(chǎn)品的形態(tài)仿生設(shè)計(jì)主要在于將生物界中各類形體內(nèi)外的本質(zhì)屬性精確概括的提煉出來(lái)，屬于一種高層次的心理加工和思維創(chuàng)造活動(dòng)。
例如，世界著名的設(shè)計(jì)大師Luigi Colani設(shè)計(jì)了世界上第一輛單體結(jié)構(gòu)的跑車——BMW700，同時(shí)他也被譽(yù)為仿生設(shè)計(jì)的創(chuàng)始人。在這之后，他又帶來(lái)了“甲蟲(chóng)”手機(jī)充電器。據(jù)介紹，用戶只要將手機(jī)塞入“甲蟲(chóng)”張開(kāi)的“前肢”中，“Any Fix”便會(huì)對(duì)手機(jī)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，確定其所需電量，同時(shí)對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電。據(jù)調(diào)查，這種充電器已經(jīng)與歐洲市場(chǎng)上80%的手機(jī)實(shí)現(xiàn)了兼容。甲殼蟲(chóng)以一種可愛(ài)、憨厚、親切、老實(shí)的自然形態(tài)，給人以親近的感覺(jué)。它的線條簡(jiǎn)潔舒展且流暢唯美，將這種利落的生物形象和感覺(jué)進(jìn)行加工、提煉以后并應(yīng)用于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)當(dāng)中，往往容易被消費(fèi)者所熟知并接受，從而增強(qiáng)消費(fèi)者的參與，喚起高漲的體驗(yàn)情緒，有效增強(qiáng)設(shè)計(jì)的魅力。仿螢火蟲(chóng)形態(tài)的鑰匙以及燈具設(shè)計(jì)，大多被人們所接受，其形態(tài)簡(jiǎn)練、符合審美、具有趣味性，較適宜小工業(yè)鏟平。仿蘑菇形態(tài)的產(chǎn)品主要應(yīng)用于植物形態(tài)的仿生案例，根據(jù)蘑菇的形態(tài)進(jìn)行整合，設(shè)計(jì)形態(tài)簡(jiǎn)練、大方，功能齊備，色彩搭配合理，充滿意蘊(yùn)和意境的設(shè)計(jì)，帶給人們快樂(lè)和感恩。
三、仿生設(shè)計(jì)中仿結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)人文方面的進(jìn)步，仿生物的結(jié)構(gòu)和材料已經(jīng)成為工業(yè)設(shè)計(jì)中新的原理、新的方法和新的途徑，在工業(yè)設(shè)計(jì)中逐漸占有重要的地位。只有對(duì)自然界中優(yōu)秀結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷地觀察、探索與分析，才有可能探索出更為合理的結(jié)構(gòu)。自然界存在著的生物都經(jīng)歷了億萬(wàn)年的進(jìn)化和演變，每一種生物本身都具有巧妙、實(shí)用、合理、完整的形態(tài)以及獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)仿生主要研究生物和自然界之間存在的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理如何運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。利用不同產(chǎn)品的概念以及設(shè)計(jì)的目的進(jìn)行創(chuàng)新，使人工的產(chǎn)品更具自然生命的特征和美感。例如蜂巢，經(jīng)過(guò)近代數(shù)學(xué)家的精確計(jì)算得知這種類似蜂巢的結(jié)構(gòu)是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，并且容量大、堅(jiān)固性強(qiáng)。蜂巢由很多排列整齊的六棱柱形的小蜂房組成，每一個(gè)小蜂房的底部都有三個(gè)大小形同的菱形組成。人們采用各種材料來(lái)模仿和制造蜂巢式的夾層結(jié)構(gòu)板，重量輕、強(qiáng)度大、不易傳導(dǎo)熱和聲，是制造宇宙飛船、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星等的最佳材料。此外，根據(jù)結(jié)構(gòu)的特征，設(shè)計(jì)師還將移動(dòng)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的模式設(shè)計(jì)為“蜂巢狀”，以驗(yàn)證此種結(jié)構(gòu)下的覆蓋信號(hào)最佳、所用材料最節(jié)省。
四、仿生設(shè)計(jì)中的功能設(shè)計(jì)
實(shí)際上，動(dòng)物的某些功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類在此方面的研究成果。各種各樣的動(dòng)植物可以在極其惡劣、極其復(fù)雜的自然環(huán)境中生存和運(yùn)動(dòng)，主要是因?yàn)槠湫误w和運(yùn)動(dòng)器官可以與惡劣的環(huán)境進(jìn)行斗爭(zhēng)。動(dòng)植物經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年的進(jìn)化，不僅能夠適應(yīng)大自然，而且其進(jìn)化的程度幾近完美，令人類驚嘆。當(dāng)今社會(huì)，學(xué)習(xí)并利用動(dòng)植物的奇妙功能，已經(jīng)成為工業(yè)設(shè)計(jì)中技術(shù)革新的新方向。工業(yè)設(shè)計(jì)師利用科學(xué)家對(duì)于仿生發(fā)明的實(shí)現(xiàn)以及工程師對(duì)于解決新技術(shù)的難題提供了很大的幫助，不僅可以解決人與物之間的關(guān)系，而且可以搭建人機(jī)對(duì)話的平臺(tái)。結(jié)合人類的不斷需求轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，以滿足人們不斷的生理、心理上的需求。例如科學(xué)家們利用蒼蠅的嗅覺(jué)，仿制了十分成功而且奇特的小型氣體分析儀。這種儀器被安裝在宇宙飛船的座艙里，主要用于檢測(cè)艙內(nèi)的氣體成分;根據(jù)蛙眼的原理，科學(xué)家們發(fā)明了雷達(dá)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確的識(shí)別目標(biāo);根據(jù)鱷魚(yú)嘴的形態(tài)，不難看出鉗子的造型來(lái)源;根據(jù)鶴的體態(tài)特征設(shè)計(jì)出挖土機(jī)的懸臂。
五、仿生設(shè)計(jì)中的界面設(shè)計(jì)
以上介紹了工業(yè)設(shè)計(jì)中的形態(tài)仿生、結(jié)構(gòu)與材料仿生、功能仿生等技術(shù)。事實(shí)上，現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，單純地從某一方面來(lái)進(jìn)行仿生是很罕見(jiàn)的，更多的是從大自然的生存哲學(xué)與和諧共生的角度出發(fā)，運(yùn)用形態(tài)、結(jié)構(gòu)與材料、功能等多個(gè)方面進(jìn)行綜合仿生設(shè)計(jì)。例如綠色仿生設(shè)計(jì)、可持續(xù)仿生設(shè)計(jì)等等。此種仿生設(shè)計(jì)不僅以自然界的個(gè)體為表現(xiàn)形式，而且借鑒自然界的整體生存理念進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，將界面設(shè)計(jì)的情感設(shè)計(jì)與功能設(shè)計(jì)相吻合，這就是所謂的界面仿生。仿生藝術(shù)不僅僅具有一種單純的形式美和懷舊美，而是具有深刻的理論依據(jù)和技術(shù)背景。例如科拉尼采用卵形設(shè)計(jì)茶具的主要形態(tài)。原因如下：其一，卵是母體內(nèi)孕育出來(lái)的生命形態(tài)，具有和諧的生命象征，擁有獨(dú)特的、光滑的外表以及適應(yīng)能力。其二，實(shí)驗(yàn)表明，卵形受熱最均勻，可以將熱量以最快的速度均勻的傳遞給形態(tài)中其他各個(gè)部分。再例如設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，科拉尼借鑒了鯊魚(yú)嘴的形態(tài)，原因很科學(xué)。
仿生設(shè)計(jì)是人類創(chuàng)新設(shè)計(jì)中永遠(yuǎn)不老的話題。工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)充分發(fā)揮仿生學(xué)的優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)的理念，結(jié)合工業(yè)設(shè)計(jì)和仿生學(xué)的特點(diǎn)來(lái)拓寬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法和途徑，要緊緊把握仿生設(shè)計(jì)系統(tǒng)中整體內(nèi)在特征的關(guān)鍵因素。工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)結(jié)合仿生學(xué)的設(shè)計(jì)特征原理及研究成果，與工業(yè)設(shè)計(jì)工程師一起，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)并掌握市場(chǎng)的需求，提出對(duì)于某種產(chǎn)品的創(chuàng)新概念和構(gòu)想，踏踏實(shí)實(shí)的從基礎(chǔ)做起，運(yùn)用嫻熟的藝術(shù)手法和科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造出更具價(jià)值的產(chǎn)品。
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