劉作琳

（宿遷學(xué)院 江蘇 宿遷 223800）

淺析仿生學(xué)與情感化設(shè)計(jì)

劉作琳

（宿遷學(xué)院 江蘇 宿遷 223800）

本文通過研究仿生學(xué)的設(shè)計(jì)原理，闡述仿生學(xué)與情感化設(shè)計(jì)的相互聯(lián)系，然后通過案例，分析仿生設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用。

仿生學(xué)；情感化設(shè)計(jì)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)

0 前言

仿生設(shè)計(jì)是對(duì)自然規(guī)律的一種提煉，是對(duì)生命與精神奧秘的一種探索，動(dòng)植物在某些方面的功能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類自身的研究成果，可以根據(jù)生物的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出功能強(qiáng)大、外觀生動(dòng)、操作簡便的產(chǎn)品。未來的設(shè)計(jì)將更加注重產(chǎn)品的個(gè)性化、情趣化因素，仿生設(shè)計(jì)將成為未來產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的重要方法之一。

1 仿生學(xué)是設(shè)計(jì)的源泉

它作為一門獨(dú)立的學(xué)科是在20世紀(jì)60年代后期。美國空軍軍官J.E斯蒂爾少校在1958年首創(chuàng)了仿生學(xué)。他是設(shè)計(jì)創(chuàng)造的方法與技巧中最為直觀的方法之一。仿生思維創(chuàng)作的源泉來自自然界的各種生物體。自從有了生命以后生命的進(jìn)化已經(jīng)經(jīng)歷了35億年的歷史自然界生物體經(jīng)過億萬年的進(jìn)化和演變才造就了現(xiàn)在所看到的形態(tài)。這是現(xiàn)代的科學(xué)和技術(shù)不可取代的。如果以“存在即合理”的觀點(diǎn)來看待這些生物體 就可以發(fā)現(xiàn)各種生物都有其賴以生存在這個(gè)變幻莫測的自然環(huán)境中的獨(dú)到之處。它們的很多特性和優(yōu)點(diǎn)都是人造物所不具備的。目前150多萬種動(dòng)物50多萬種植物還有不計(jì)其數(shù)形態(tài)各異的微生物它們的合理的形態(tài)和奇妙的結(jié)構(gòu)蘊(yùn)含著無盡設(shè)計(jì)的天機(jī)給我們提供了取之不竭的寶庫。

圖1

圖2

德國著名設(shè)計(jì)大師路易吉·科拉尼說：“設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)來自誕生于大自然的生命所呈現(xiàn)的真理之中[1]”。這句話充分說明設(shè)計(jì)的源泉源于仿生學(xué)。我國古代建筑設(shè)計(jì)大師魯班因茅草割破了手指，于是仿造葉子的齒狀邊緣發(fā)明了木工用的鋸子；仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測儀，能提前15小時(shí)對(duì)風(fēng)暴作出預(yù)報(bào)，對(duì)航海和漁業(yè)的安全都有重要意義；人們根據(jù)蛙眼的視覺原理，已研制成功一種電子蛙眼，這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣，準(zhǔn)確無誤地識(shí)別出特定形狀的物體，把電子蛙眼裝入雷達(dá)系統(tǒng)后，雷達(dá)抗干擾能力大大提高，這種雷達(dá)系統(tǒng)能快速而準(zhǔn)確地識(shí)別出特定形狀的飛機(jī)、艦船和導(dǎo)彈等，特別是能夠區(qū)別真假導(dǎo)彈，防止以假亂真；1985年瑞士設(shè)計(jì)師齊爾吉—朵麥斯特拉爾發(fā)明了“貝爾克洛鉤拉粘附帶”也是因?yàn)樗卺鳙C時(shí)看到褲管上粘滿了蒼耳籽，用放大鏡觀察發(fā)現(xiàn)蒼耳籽上布滿著倒鉤的小刺從而得到的設(shè)計(jì)靈感[2]，如圖1所示。

2 仿生設(shè)計(jì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢

2.1 人們精神需求的必然性

以前經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢經(jīng)濟(jì)處于供不應(yīng)求的狀態(tài)人們只追求物質(zhì)上的滿足產(chǎn)品只要滿足使用功能就可以了。隨著信息時(shí)代的到來人們生活水平的提高人們的購買能力和自主意識(shí)逐漸增強(qiáng)在滿足物質(zhì)生活的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高使用者也不再滿足過去簡單而單一的功能設(shè)計(jì)而轉(zhuǎn)向了追求產(chǎn)品外觀的清新、自然、純樸、注重情趣和返璞歸真的情感化設(shè)計(jì)。因此產(chǎn)品不再是簡單的功能載體產(chǎn)品設(shè)計(jì)更注重于產(chǎn)品的外觀和使用體驗(yàn)。具體的說外觀上要使人賞心悅目使用上能帶給人們最佳的心理體驗(yàn)，如圖2所示。這是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必然趨勢。靈活的使用仿生設(shè)計(jì)不僅可以在視覺上提高產(chǎn)品外觀美感而且可以是產(chǎn)品更符合人們的生理習(xí)慣、使用更舒適。

此外通過使用自然元素的仿生設(shè)計(jì)可以讓設(shè)計(jì)回歸自然拉近產(chǎn)品與人之間的距離使產(chǎn)品更具人情味和親和力帶給人們更多的精神慰藉而且自然元素的合理運(yùn)用可以賦予產(chǎn)品一定的靈魂喚起人們豐富的審美體驗(yàn)。

2.2 商業(yè)競爭的必然性

長期以來產(chǎn)品由于技術(shù)和加工工藝等多方面的限制，大多是規(guī)則的幾何形體，棱角分明是其主要特征。人們長期使用這些類似形態(tài)的產(chǎn)品，容易產(chǎn)生審美疲勞。仿生形態(tài)大多是自由曲線，豐富多變的造型打破以往單調(diào)乏味的幾何形體，使人們更容易接受。在商品競爭激烈的條件下，為了提高產(chǎn)品在同類產(chǎn)品中的優(yōu)勢，獲得人們更多的青睞，采用仿生設(shè)計(jì)可以取得事半功倍的效果。許多事實(shí)證明，仿生學(xué)是發(fā)展新技術(shù)的金鑰匙。仿生設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)領(lǐng)域的金鑰匙。

3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的仿生學(xué)體現(xiàn)

任何一種生物其自身結(jié)構(gòu)的合理性、對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性都是產(chǎn)品設(shè)計(jì)所不具備的。由設(shè)計(jì)所造成的人與物、人與環(huán)境之間的沖突隨處可見。長期以來人們生活在復(fù)雜的自然環(huán)境當(dāng)中接觸到各種各樣的事物后人們自然就會(huì)對(duì)事物的形態(tài)、色彩、質(zhì)感等產(chǎn)生一種先入為主的認(rèn)識(shí)觀。久而久之某些事物的特點(diǎn)就會(huì)具有廣泛的意義成為約定格式的符號(hào)[3]。

3.1 形態(tài)仿生設(shè)計(jì)

形態(tài)仿生設(shè)計(jì)是對(duì)生物體的整體形態(tài)或某一部分特征進(jìn)行模仿、變形、抽象等借以達(dá)到造型的目的這種設(shè)計(jì)方法可以消除人與機(jī)器之間的隔膜對(duì)提高人的工作效率、改善工作心情具有重要意義。形態(tài)從其再現(xiàn)事物的逼真程度和特征來看可分為具象形態(tài)和抽象形態(tài)[4]。

具象形態(tài)仿生，其形態(tài)以自然形態(tài)為素材，將自然形態(tài)進(jìn)行歸納與夸張，從而得到具有藝術(shù)美的形象。具象形象在提煉的過程中，既不能丟棄自然形象的“神”，也不能丟棄“形”，通過“形似”而產(chǎn)生形態(tài)的審美意義，從而使設(shè)計(jì)物具有生動(dòng)、自然、直觀的特點(diǎn)。由于具象形態(tài)具有很好的情趣性、可愛性、有機(jī)性、親和性，自然性，人們普遍樂于接受，在玩具、工藝品、日用品應(yīng)用比較多。但由于其形態(tài)的復(fù)雜性很多工業(yè)產(chǎn)品不宜采用具象形態(tài)。

形態(tài)仿生的另一種形態(tài)是抽象仿生設(shè)計(jì)，則是以自然中的素材為基礎(chǔ)，通過研究自然形態(tài)的特征、特點(diǎn)，對(duì)自然形態(tài)的整體或局部運(yùn)用提煉、夸張、減弱、變化、歸納等手法，使造型脫離自然形態(tài)，把造型的“神態(tài)”緊緊抓住并加以強(qiáng)調(diào)。這種神似而不求形似的設(shè)計(jì)作品給人無限的想象空間。

無論是具象仿生還是抽象仿生，仿生設(shè)計(jì)都能夠從科學(xué)、理性的角度為產(chǎn)品造型提供形態(tài)素材和依據(jù)，激發(fā)設(shè)計(jì)的靈感。

3.2 功能仿生設(shè)計(jì)

人們發(fā)現(xiàn)動(dòng)植物的某些方面的功能實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類自身在此方面的科技成果。植物和動(dòng)物在幾百萬年的自然進(jìn)化中不僅完全適應(yīng)自然，而且其進(jìn)化程度接近完美。今天我們生活在科學(xué)技術(shù)飛快發(fā)展的時(shí)代，學(xué)習(xí)和利用生物系統(tǒng)的優(yōu)異結(jié)構(gòu)和奇妙的功能已經(jīng)成為技術(shù)革新和技術(shù)革命的一個(gè)新方向。例如螢火蟲可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成光能，且轉(zhuǎn)化效率達(dá)100%，而普通電燈的發(fā)光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍，大大節(jié)約了能量。

3.3 結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)

隨著仿生學(xué)的深入開展人們不但從外形、功能去模仿生物而且從生物奇特的結(jié)構(gòu)中也得到不少啟發(fā)。這些為人類提供了“優(yōu)良設(shè)計(jì)”的典范。生活中我們常見到的結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)有4種：a蜂巢結(jié)構(gòu)，b肌理結(jié)構(gòu)，c減粘合降阻力結(jié)構(gòu)，d骨架結(jié)構(gòu)[5]。例如工程師們從一片樹葉的葉脈發(fā)現(xiàn)了其交叉網(wǎng)狀的支撐組織肌理，這些對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是十分有益的啟示。1947年～1949年意大利結(jié)構(gòu)工程師奈爾維和建筑師巴托利設(shè)計(jì)的意大利都靈展覽館的巨型拱頂就是仿葉脈肌理而建造起來的。

4 總結(jié)

隨著生活的進(jìn)步，工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的形態(tài)也越來越多了。雖然如此，在現(xiàn)實(shí)生活中，仍有許多好的發(fā)明不能找到良好的合適的形態(tài)去實(shí)現(xiàn)它。此時(shí)運(yùn)用仿生學(xué)的原理，賦予產(chǎn)品一個(gè)形象的外觀造型就是一個(gè)最好的選擇，而且生活節(jié)奏的加快導(dǎo)致人們在產(chǎn)品的使用上越來越多的考慮到宜人性。

仿生設(shè)計(jì)在當(dāng)今的設(shè)計(jì)領(lǐng)域越來越多的被采用，因?yàn)闊o論人類社會(huì)發(fā)展到任何時(shí)期，人們傾向自然美的天性是不會(huì)改變的，尤其是現(xiàn)代社會(huì)生活壓力和環(huán)境污染日益加重，人們更渴望回歸自然。因此，仿生產(chǎn)品越來越多被人們所接受。但是，仿生設(shè)計(jì)不是簡單的模仿和拿來主義，更不是形而上學(xué)的機(jī)械地照搬。就仿生設(shè)計(jì)的本質(zhì)而言，仿生設(shè)計(jì)一種設(shè)計(jì)思想上的升華，它應(yīng)當(dāng)是以一種提煉、擴(kuò)展的態(tài)度來正確處理仿生學(xué)與設(shè)計(jì)的關(guān)系，源于自然而又高于自然。因此，現(xiàn)代設(shè)計(jì)應(yīng)該從仿生學(xué)出發(fā)，深刻分析，將美學(xué)思想和自然元素融入到設(shè)計(jì)中，達(dá)到藝術(shù)和技術(shù)的完美結(jié)合，設(shè)計(jì)出既符合使用又能滿足人們情感需求的優(yōu)秀作品。

［1］米寶山.仿生思維與新產(chǎn)品開發(fā)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1998.

［2］陳汗青，姚善良.仿生性創(chuàng)造思維與產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)教學(xué)[D].江蘇：無錫輕工大學(xué)，2001，2.

［3］張久美，楊先超.產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)[J].四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，19(3)：65.

［4］姚平路易吉·科拉尼.仿生設(shè)計(jì)傳奇[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)，2004-5.

［5］江潤華.以仿生設(shè)計(jì)中隱喻之觀點(diǎn)開發(fā)產(chǎn)品創(chuàng)意之教學(xué)研究[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，30（2）.

劉作琳（1984—），女，遼寧大連人，教師，助教，工業(yè)設(shè)計(jì)，宿遷學(xué)院。

周娜］