电子科技论文仿生设计对工业产品设计的应用

　　仿生设计学，亦可称之为设计仿生学（Design Bionics）,它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。本文是一篇电子科技论文，主要论述了仿生设计对工业产品设计的应用。

　　摘要：仿生设计形态仿生设计包括具体形态仿生、抽象形态仿生和意象形态仿生三种类型，目前这三方面的仿生设计都在工业产品设计中得到应用，结合实例解析，进而对仿生设计在工业产品设计的发展前景进行了展望。

　　关键词：仿生设计,工业产品设计,前景

　　仿生设计理念起源于仿生学。这是把生物自然界的特点、原理应用于人类社会，解决人类问题的一门学科。仿生设计本质是对所有事物“形式”、“结构”、“颜色”、“功能”、“声音”等多方面的研究，将新方法新创意运用到设计中去，从而改变改善人们的生活。仿生设计研究的主要类别有形态仿生、功能仿生、结构仿生等。现代仿生设计由于其具有符合人们需求、独特的设计理念得到广泛的运用，而未来仿生设计将会秉承科学可持续的理念，探索和改善人与自然关系，促使人、自然和社会和谐统一，这也是仿生设计的发展趋势与最终目的。

　　一、仿生设计在工业产品设计中的应用现状

　　卢吉•科拉尼(德国著名设计师)曾说：“设计应该以大自然生命所呈现的真理为基础”，这句话显示出了自然界蕴含着无限的设计秘诀。而仿生设计就是人们长期研究探索大自然、学习模仿大自然的过程。经过经验的积累，通过科学家仿生学的相关研究理论，将仿生设计加入到工业设计中，以满足人们的精神需求和物质需求。[1]应用于工业产品设计的仿生主要有以下几个方面。

　　(一)形态仿生。一些设计师在设计过程中会借鉴自然界动植物的形态，从而获得设计的灵感与理念，形态仿生是从自然界汲取生物形态灵感并建立在视觉效应上的设计，让产品更加适应市场需求。小到我们日常的风筝、鼠标———仿造鸟类、老鼠的形体加以进化而成，大到车辆中模仿鲨鱼身体的流线型设计的宝马还有模仿甲壳虫形态设计的大众甲壳虫汽车。而在众多形态仿生设计中，根据不同的仿生方法与仿生程度，可以将形态仿生分为具象形态仿生与抽象形态仿生。[2](1)具象形态仿生。具象形态仿生，顾名思义，就是直接模仿自然界生物的形象体态，设计出来的工业产品与此生物很相似，人们能直接轻易的辨别出来。当然，具象形态仿生并不是直接简单的仿照，而是运用夸张或者抽象的艺术手法对生物形态的特点进行归纳与概括，引起人们的联想与对产品的好奇心，使设计的新产品不仅要惟妙惟肖，而且要风格独到，具有创意。目前，具象形态仿生的例子更是数不胜数：2008年北京奥运会的鸟巢就是仿照真实的鸟巢而建;蜜蜂的蜂房已经被运用到许多领域，大小相同紧密相连的蜂巢连接在一起，具有节省材料、固定性强、空间占用少的优势，纸浆盒子就是模仿蜂房的构造用以运输包装禽蛋。(2)抽象形态仿生。抽象形态仿生也是模仿自然生物的形态，却不仅仅是直观的模仿，此类仿生无法轻易被认出，但是经过描述解释，人们还是能够迷糊的辨认出所模仿的事物的大致轮廓，这是抽象形态仿生的主要特点。在抽象仿生的过程中，设计者要对模仿的事物进行概括与归纳，充分提取其主要特征，运用各种艺术手法与设计方式对所要模仿的内容进行处理与加工，将其从生物整体抽离出来，保留所模仿事物的特点与神韵，提高艺术美感，增加产品本身的吸引力与创新力。抽象形态防生不局限于模块化，重点在于如何抽象化、抽象到何种程度。[3]例如：LGWD-N12410D滚筒洗衣机就是一款采用了抽象形态仿生设计理念的产品，该机器采用了仿生的鱼尾提升筋，洗衣机运行时提升器就像鱼尾板波动衣物，给予衣物柔和而有力的拍打力，洗净衣物的同时降低磨损度。形态仿生广泛应用于服装、包装、工业以及其他各方面。这类产品易于让人们接受的，同时又具有新奇的吸引力，艺术来源于生活，设计师根据日常观察到的现象与生物特征，加以联想、创新，最终通过模仿与改进制造出别具一格的产品。(3)意象形态仿生。意象形态仿生与具象形态仿生相似，都有对事物表面形态的模仿，但是此类仿生在对具体事物进行模仿的同时，还会赋予产品一种蕴含的含义与意境，人们通过产品的形态，不仅能够猜测出其所模仿的事物，而且可以体察出其中体现出来的内涵，所以，意象形态仿生不仅具有了所模仿生物的外在影子，还会让设计出的产品拥有一种特殊意象或者象征，这是仿生的高级阶段，对设计者的要求也很高，要求设计师不只拥有超凡的设计能力，而且还有多方面的知识及丰富的想象力。如此，设计师才能察觉所设计的产品与所模仿的事物之间的内在联系。例如：前面所提的奥运会“鸟巢”与水立方，两者结合充分体现出了“天圆地方”的中国传统文化理念。再有，文艺复兴时期，人体造像经常成为建筑的装饰，线条刚直的多立克柱往往象征男性，而相对柔美的爱奥尼柱则代表女子，两种柱经常出现于同一建筑中意味着阴阳平衡，天地合一，这些建筑修饰不仅仅使人联想起男女的形象，也代表了男性女性的性格特点，蕴含了特别的含义。

　　(二)功能仿生。功能仿生就是设计者利用生物的某种功能或者特性来制造工业产品。这需要科学家与设计师两者共同的努力。科学家要充分发挥自己特长，认准自己职能，将各生物的功能结构分析透彻、包括自然有机体的“形”、“色”、“音”、“动”和特征规律，认真研究总结成系统的理论，然后设计者通过掌握这些理论、结合市场需要来发明出实时的工业产品。当代工业产品设计不仅要满足质量与人们的使用需求，还要与人的精神心理相匹配。例如：光感闹钟，这是利用不同色彩具有不同功能，对人们心理产生不同影响的原理制造的。普通的闹钟是利用高分贝急促的声音叫醒人们，而此类产品是模仿天亮时分的色彩变化，利用慢慢变亮的鹅黄色柔光使人们渐渐适应周围环境，从而逐渐苏醒。设计师充分利用了视觉，制作出了符合人们生理要求适应人的生活经验的产品。

　　(三)结构与材料仿生。自然界生物除却外形和功能可以用于仿生之外，很多事物的结构也具有独特的用处，令人惊叹。例如前面所提到的蜂巢，除却可用于运输包装禽蛋之外，它的菱形结构不仅可以形成内部空间大的效果，并且蜂巢的材质质量轻，而且可以隔音。随着科技进步，人们生活水平的提高，现代生活对科技进步的要求也与日俱增，许多新的科技产品都需要新型材料———仿生材料就是新型材料类型之一。自然界许多生物存在天然材料，明显优于人造材料。科学家及工业产品制造者可以通过研究生物的特点特征，可以制造现在市场需求的材料。例如：人工冷光就是利用萤火虫发光制造。还有一种自清洁玻璃，是利用荷叶表面多尺度结构和表皮生物蜡的存在起到清洁的目的而制成。荷叶表面是由很多密集排列的突起组成，它们之间存在纳米级的微小的空隙，而在此之上还存在更为细小的突起，形成双重的结构突起。水滴在荷叶上极易滚动，与此同时带走尘埃细菌，利用此材料制造超疏水性自清洁玻璃，在冬季，这种自清洁玻璃还有很好的防结冰作用。

　　二、仿生设计的发展前景

　　仿生设计具有交叉性、创新性与商业性相结合的特点，结合现代设计的整体趋势，仿生设计未来的发展前景具有三种特点：人文与技术相互融合，宏观与微观齐头并进，自然与人工和谐并存。

　　(一)人文与技术相互融合。现代仿生设计来源于仿生学和设计学，带有两种学科的特点，所以总体来讲仿生作品可以分为两种类型：一种是偏向于技术层面、注重实用;另一种是偏于自然，注重人文。未来现代仿生设计的发展趋势会呈现适度技术、人文交叉的情景。例如：2016年设计师PedroSanin设计了一款沙漠温情灯，利用了沙子流动的特性，灯光是暖黄色的与细沙相映成辉，充分加入了人文元素，使人感到温暖与安逸。另外，还有新型的松树形、笋形的落地灯的设计，这是一种形态仿生设计，松树、笋形状的设计预示着勃勃生机、节节高升，非常有人文特色(如图1)。

　　(二)宏观与微观齐头并进。由于当代社会的发展，对仿生设计的需求越来越大，所以仿生设计不再局限于个别领域，而是在许多方面都有运用，把这些仿生原理与建筑学、机器人学、文化、娱乐等领域相结合。还包括文化仿生、产品界面仿生等。宏观与微观应用相结合，未来仿生设计会得到更广更全面的发展。例如，我国发明了一种高智能的仿人机器人，通过预算行为轨迹实现了机器人打乒乓球的突破。

　　(三)自然与人工和谐并存。现代设计的理念与思想重要的一点就是回归自然，保护自然。注重自然与人的和谐相处，使人类在物质与精神上都能接近自然、回归自然。例如：凯迪拉克Aera概念跑车设计的车门类似翅膀。在汽车设计中除了形态仿生之外，还有色彩防生。有一种丛林色彩汽车，就是因为设计者观察蝴蝶时发现变色蝴蝶，得到启发，运用特殊金属材料加入涂料，所以，从不同角度看汽车会有不同色彩，充分表达了人类向往自然、爱护自然的概念(如图2)。

　　参考文献：

　　[1]陈天超，韩松芸.工业设计中仿生设计的应用[J].河南科技，2014(01)：11.

　　[2]张雅丽.产品形态仿生设计技术研究[J].艺术科技，2014(04)：247.

　　[3]贾冰，张男.浅谈仿生设计在工业设计中的应用[J].上海艺术家，2012(01)：84.
　　电子科技论文发表期刊推荐《电子设计工程》（半月刊）创刊于1993年，由西安三才科技实业有限公司主办。中国科技核心期刊（科技论文统计源期刊），原名《国外电子元器件》，主要介绍具有较高学术水平的、电子领域相关的理论、技术、方法的专业性技术期刊。

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