从仿生设计到产品创新方法的探究

来源:用户上传      作者: 路易霖 顾露茜

　　本文通过阐述艺术设计中的仿生设计，从结构仿生、形态仿生、功能仿生、色彩仿生四个方面进一步提出产品创新方法的新思路。
　　在近亿万年的地球演变过程中，地球上所能生存下来的动植物，都尽力的改变着自己，去适应环境的变化。可以说，现在我们所看到的所有的动植物，都是历史的经典，都是他们存活的理由和本领。同时，它们自身婀娜多姿的自然相态，向人类展现着美丽的外表和个性，从古至今，人类一直在学习钦慕着自然界的鬼斧神工。
　　人类在远古时代，就能从自然生态系统中领悟到自身存在、发展、进步的真谛，由模仿、改进、创新一步步从远古时代进入到文明时代。回顾国内外的文明史，不难发现，人类一直在这种学习模仿的过程中成长壮大了起来，比如，仰韶文化器皿上描绘的鱼纹动物形象，半坡彩陶的植物纹样装饰，达•芬奇模仿飞鸟设计的人类第一架飞行器，德国大众畅销世界的甲壳虫轿车等等，大量的事迹记录了人们对自然生命外在形态和功能创造性的模仿。
　　1.仿生设计
　　仿生学是20世纪60年代发展起来的生物学和工程技术相结合的交叉学科。仿生学是研究生物系统的结构、形状、原理、行为以及相互作用，从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学，是一门生命科学、物质科学、信息科学、脑与认知科学、工程技术、数学与力学以及系统科学等的交叉学科。在生命、物质和信息等科学快速发展的今天，人类通过对自然界及生物的系统研究，寻找到了许多解决问题的新原理、新方法和新途径，为人类提供了最可靠、最灵活、最经济、最高效的生物技术系统。
　　所谓仿生设计就是模拟大自然及生物系统的结构、功能、形态、色彩等信息，进行创造性设计的方法。简单的讲仿生设计就是模仿自然和生物的各种特性或受自然和生物的启发而进行的广义设计。
　　2.仿生设计的分类及应用
　　仿生设计已经成为了设计的一种潮流，本文仅从结构、形态、功能、色彩这4个方面阐述仿生设计的应用及推广。
　　2.1结构的仿生
　　结构仿生设计，就是通过研究自然界生物的结构特点和规律，应用现代科学技术创造新的仿生结构体系。结构仿生最典型的例子就是蜂巢，蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由三个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角109°28’和锐角70°32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。设计师们利用蜂巢的构造原理，研制出一种生态建筑材料―蜂窝复合板，具有隔音、隔热、阻燃、防潮、无污染等优点，已广泛应用于建筑的非承重墙、吊顶板、护墙板，大大减轻了建筑的重量，被建筑师和环保专家称为建筑墙体材料的一次革命。
　　2.2形态的仿生
　　形态的仿生概括起来可分为具象仿生设计和抽象仿生设计。
　　具象仿生设计，其造型形态以自然形态为素材，将自然形态进行归纳与夸张，得到具有艺术关的装饰形象。具象形象比较容易引起人们观感的普遍性，因自然形态本身具有美的外形，具有能暗示和象征人类社会生活美的形式，所以能使具有不同艺术修养的对象更容易激起广泛的美感。
　　抽象仿生设计仍是以自然中的素材为基础，通过研究自然形态的特征特点，对自然形态的整体或局部通过提炼、夸张、减弱、变化、归纳等手法，使造型形态脱离自然形态，把形态的“神态”紧紧地抓住并加以强调，舍弃具象形态的外型，用简洁的形态要素表示出“神态”，这样的形象设计称之为抽象仿生设计。抽象仿生形象在主观感受基础上具有联想和暗示的特点。
　　2.3功能的仿生
　　功能的仿生是通过对生物的特殊功能的模仿和受其启发而进行的设计。大自然千姿百态、适者生存，孕育出了动植物们不同的生活技巧，比如变色龙，它可以根据周围的色彩不同来伪装自己，这给了科学家和设计者们带来了灵感。科研人员研究各种昆虫和动物变色原理，以仿生学原理与高新技术相结合研制出一种能自动变色的化学纤维――光敏变色纤维，新材料的产品，让设计有了更多的可能。
　　2.4色彩的仿生
　　色彩的仿生就是从大自然丰富多样的色彩和色彩匹配中捕捉色彩设计的灵感。色彩仿生设计可分为具象联想仿生设计和抽象联想仿生设计。
　　具象联想仿生设计就是模拟大自然中所蕴藏的奇异关妙的完关的色彩匹配，将其提炼、加上应用于设计的方法。人类赖以生存的自然环境中，处处都充满了色彩，日月星辰、花鸟鱼虫，他们是人类色彩设计取之不尽用之不竭的色彩宝库。在高度工业化及生态环境日趋恶化的现代社会，人类渴望回归大自然，对于自己生存的环境常常表现出强烈的眷恋之情。在这种思潮的推动下，设计师们把大自然的色彩归纳概括为大地色、晚霞色、海滩色、宇宙色等自然色群将其引入到流行色中，应用于时装、室内及上业产品设计中。从中引导人们去体验自然，唤起人与自然元素的感情联系，借鉴自然之色来表达人们的审美意念。
　　抽象联想仿生设计，由色彩直接联想到某种抽象的概念。人类与大自然休戚相关，自然界的种种印象积淀为视觉经验，进而形成人们的审美标准。例如长期以来的社会实践，让人们对红色有一种说不出的情愫，它象征着太阳、篝火、勇气、力量等。人们借助红色表达热烈、欢迎、喜悦的情绪。
　　3.仿生设计的前景和未来
　　把仿生与设计联系起来，从大自然宝库中找寻灵感，这样创造出来的未来绝对是不一样的未来。人们看惯了摩天大楼，将更加期待在这中间找到属于自然界的东西。
　　参考文献
　　[1] 柳冠中. 工业设计概论[M]. 北京：中国科学技术出版社，1994.
　　[2] 于帆，陈燕. 仿生造型设计[M]. 武汉：华中科技出版社，2005.
　　
　　（作者单位：中国矿业大学 设计艺术学院江苏徐州221116）

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