浅析仿生学与情感化设计

刘作琳

（宿迁学院 江苏 宿迁 223800）

浅析仿生学与情感化设计

刘作琳

（宿迁学院 江苏 宿迁 223800）

本文通过研究仿生学的设计原理，阐述仿生学与情感化设计的相互联系，然后通过案例，分析仿生设计在产品设计的具体应用。

仿生学；情感化设计；产品设计

0 前言

仿生设计是对自然规律的一种提炼，是对生命与精神奥秘的一种探索，动植物在某些方面的功能，远远超越了人类自身的研究成果，可以根据生物的形态和内部结构设计出功能强大、外观生动、操作简便的产品。未来的设计将更加注重产品的个性化、情趣化因素，仿生设计将成为未来产品造型设计的重要方法之一。

1 仿生学是设计的源泉

它作为一门独立的学科是在20世纪60年代后期。美国空军军官J.E斯蒂尔少校在1958年首创了仿生学。他是设计创造的方法与技巧中最为直观的方法之一。仿生思维创作的源泉来自自然界的各种生物体。自从有了生命以后生命的进化已经经历了35亿年的历史自然界生物体经过亿万年的进化和演变才造就了现在所看到的形态。这是现代的科学和技术不可取代的。如果以“存在即合理”的观点来看待这些生物体 就可以发现各种生物都有其赖以生存在这个变幻莫测的自然环境中的独到之处。它们的很多特性和优点都是人造物所不具备的。目前150多万种动物50多万种植物还有不计其数形态各异的微生物它们的合理的形态和奇妙的结构蕴含着无尽设计的天机给我们提供了取之不竭的宝库。

图1

图2

德国著名设计大师路易吉·科拉尼说：“设计的基础来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中[1]”。这句话充分说明设计的源泉源于仿生学。我国古代建筑设计大师鲁班因茅草割破了手指，于是仿造叶子的齿状边缘发明了木工用的锯子；仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义；人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼，这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体，把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高，这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等，特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真；1985年瑞士设计师齐尔吉—朵麦斯特拉尔发明了“贝尔克洛钩拉粘附带”也是因为他在狩猎时看到裤管上粘满了苍耳籽，用放大镜观察发现苍耳籽上布满着倒钩的小刺从而得到的设计灵感[2]，如图1所示。

2 仿生设计是现代设计的发展趋势

2.1 人们精神需求的必然性

以前经济发展缓慢经济处于供不应求的状态人们只追求物质上的满足产品只要满足使用功能就可以了。随着信息时代的到来人们生活水平的提高人们的购买能力和自主意识逐渐增强在满足物质生活的基础上对产品的要求越来越高使用者也不再满足过去简单而单一的功能设计而转向了追求产品外观的清新、自然、纯朴、注重情趣和返璞归真的情感化设计。因此产品不再是简单的功能载体产品设计更注重于产品的外观和使用体验。具体的说外观上要使人赏心悦目使用上能带给人们最佳的心理体验，如图2所示。这是现代产品设计的重点也是产品设计的必然趋势。灵活的使用仿生设计不仅可以在视觉上提高产品外观美感而且可以是产品更符合人们的生理习惯、使用更舒适。

此外通过使用自然元素的仿生设计可以让设计回归自然拉近产品与人之间的距离使产品更具人情味和亲和力带给人们更多的精神慰藉而且自然元素的合理运用可以赋予产品一定的灵魂唤起人们丰富的审美体验。

2.2 商业竞争的必然性

长期以来产品由于技术和加工工艺等多方面的限制，大多是规则的几何形体，棱角分明是其主要特征。人们长期使用这些类似形态的产品，容易产生审美疲劳。仿生形态大多是自由曲线，丰富多变的造型打破以往单调乏味的几何形体，使人们更容易接受。在商品竞争激烈的条件下，为了提高产品在同类产品中的优势，获得人们更多的青睐，采用仿生设计可以取得事半功倍的效果。许多事实证明，仿生学是发展新技术的金钥匙。仿生设计是设计领域的金钥匙。

3 产品设计中的仿生学体现

任何一种生物其自身结构的合理性、对外部环境的适应性都是产品设计所不具备的。由设计所造成的人与物、人与环境之间的冲突随处可见。长期以来人们生活在复杂的自然环境当中接触到各种各样的事物后人们自然就会对事物的形态、色彩、质感等产生一种先入为主的认识观。久而久之某些事物的特点就会具有广泛的意义成为约定格式的符号[3]。

3.1 形态仿生设计

形态仿生设计是对生物体的整体形态或某一部分特征进行模仿、变形、抽象等借以达到造型的目的这种设计方法可以消除人与机器之间的隔膜对提高人的工作效率、改善工作心情具有重要意义。形态从其再现事物的逼真程度和特征来看可分为具象形态和抽象形态[4]。

具象形态仿生，其形态以自然形态为素材，将自然形态进行归纳与夸张，从而得到具有艺术美的形象。具象形象在提炼的过程中，既不能丢弃自然形象的“神”，也不能丢弃“形”，通过“形似”而产生形态的审美意义，从而使设计物具有生动、自然、直观的特点。由于具象形态具有很好的情趣性、可爱性、有机性、亲和性，自然性，人们普遍乐于接受，在玩具、工艺品、日用品应用比较多。但由于其形态的复杂性很多工业产品不宜采用具象形态。

形态仿生的另一种形态是抽象仿生设计，则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运用提炼、夸张、减弱、变化、归纳等手法，使造型脱离自然形态，把造型的“神态”紧紧抓住并加以强调。这种神似而不求形似的设计作品给人无限的想象空间。

无论是具象仿生还是抽象仿生，仿生设计都能够从科学、理性的角度为产品造型提供形态素材和依据，激发设计的灵感。

3.2 功能仿生设计

人们发现动植物的某些方面的功能实际上远远超越了人类自身在此方面的科技成果。植物和动物在几百万年的自然进化中不仅完全适应自然，而且其进化程度接近完美。今天我们生活在科学技术飞快发展的时代，学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。例如萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。

3.3 结构仿生设计

随着仿生学的深入开展人们不但从外形、功能去模仿生物而且从生物奇特的结构中也得到不少启发。这些为人类提供了“优良设计”的典范。生活中我们常见到的结构仿生设计有4种：a蜂巢结构，b肌理结构，c减粘合降阻力结构，d骨架结构[5]。例如工程师们从一片树叶的叶脉发现了其交叉网状的支撑组织肌理，这些对建筑结构的创新设计是十分有益的启示。1947年～1949年意大利结构工程师奈尔维和建筑师巴托利设计的意大利都灵展览馆的巨型拱顶就是仿叶脉肌理而建造起来的。

4 总结

随着生活的进步，工业化的发展，工业产品的形态也越来越多了。虽然如此，在现实生活中，仍有许多好的发明不能找到良好的合适的形态去实现它。此时运用仿生学的原理，赋予产品一个形象的外观造型就是一个最好的选择，而且生活节奏的加快导致人们在产品的使用上越来越多的考虑到宜人性。

仿生设计在当今的设计领域越来越多的被采用，因为无论人类社会发展到任何时期，人们倾向自然美的天性是不会改变的，尤其是现代社会生活压力和环境污染日益加重，人们更渴望回归自然。因此，仿生产品越来越多被人们所接受。但是，仿生设计不是简单的模仿和拿来主义，更不是形而上学的机械地照搬。就仿生设计的本质而言，仿生设计一种设计思想上的升华，它应当是以一种提炼、扩展的态度来正确处理仿生学与设计的关系，源于自然而又高于自然。因此，现代设计应该从仿生学出发，深刻分析，将美学思想和自然元素融入到设计中，达到艺术和技术的完美结合，设计出既符合使用又能满足人们情感需求的优秀作品。

［1］米宝山.仿生思维与新产品开发[M].北京：中国轻工业出版社，1998.

［2］陈汗青，姚善良.仿生性创造思维与产品开发设计教学[D].江苏：无锡轻工大学，2001，2.

［3］张久美，杨先超.产品设计中的仿生设计[J].四川理工学院学报：自然科学版，2006，19(3)：65.

［4］姚平路易吉·科拉尼.仿生设计传奇[J].艺术与设计：产品设计，2004-5.

［5］江润华.以仿生设计中隐喻之观点开发产品创意之教学研究[J].工业设计，30（2）.

刘作琳（1984—），女，辽宁大连人，教师，助教，工业设计，宿迁学院。

周娜］