家具仿生设计中的相关学科分析

周忠彦， 宋魁彦

(东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

综 述

家具仿生设计中的相关学科分析

周忠彦， 宋魁彦*

(东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

以生产方式为依据将家具仿生划分为手工业时期、机械化生产时期、信息技术时期三个阶段，并对这几个时期的家具仿生设计特点进行了简要介绍；从家具功能、造型、材料选择、产品销售等方面分析了家具仿生设计与交叉学科人体工程学、设计美学、可持续发展理论以及心理学的关系。

家具；仿生设计；交叉学科；可持续发展理论

家具仿生设计作为家具设计的重要灵感来源，具有悠久的历史，随着人类生产方式的改变，仿生设计形式也逐渐发生相应的变化。仿生家具设计是一个综合的过程，人体工程学、设计美学、可持续发展理论、消费心理学等都与其紧密相关。

1 家具仿生设计的起源与发展

1.1 家具仿生设计的起源

仿生学作为一门独立的学科诞生于1960年9月，美国学者斯蒂尔将这门新兴学科命名为“Bionics”，意思为研究生命系统功能的科学，中国于1963年将其翻译为“仿生学”[1]。仿生设计源于仿生学，仿生设计不同于其他的设计手法，它的创作直接取材于自然，通过对自然物的观察选定，提取有用信息，从而提炼出丰富的设计语言并应用于产品造型设计[2]。仿生设计最大的特点是与自然的连接性，设计出的作品会更加的自然化、人性化，更加符合当今社会的生态化需求，满足可持续发展的要求[3]。在日益提倡设计人性化、情趣化、环保化的今天，人们要求产品的造型既要体现功能性又要满足精神需要，而仿生设计赋予产品造型以生命的象征，让设计回归自然，从设计学的角度诠释了人与自然和谐相处的机制。

家具仿生设计是仿生设计的一个分支，具有悠久的历史，从早期的原始文化到现在的高科技文化，家具仿生设计一直被延续使用[4]，例如原始社会时期河姆渡文化中出现的模仿自然生物的各种器具，以及器具表面的各种动植物纹样等，而现代家具中优秀的仿生设计作品大多与某种意境相融合，不单纯是对动植物造型的模仿，更重要的是能体现设计者的思想及文化内涵。

1.2 家具仿生设计发展的阶段性划分

手工业生产时期。截止到第一次工业革命之前，家具的设计制造都是纯手工的，人类创造活动的第一步就是从模仿自然界的生物体开始的，从旧石器时代到象形文字的产生，人类实际上己经开启了仿生性设计之路[5]。这一时期的家具仿生多为具象仿生，例如春秋战国时期的仿动物样式的青铜器，汉代的仿动物样式宫灯，以及明清家具中的仿动物足类的家具腿部构件和仿植物纹样的局部雕刻图案等[6]。

机械化生产时期。机械化生产要求零部件比较规整，还生产不了过多的曲面造型，而自然界的生物造型千奇百怪，家具具象仿生的发展在机械化生产时期得不到大规模的发展，所以这一时期家具仿生开始由具象仿生转为抽象仿生，自然界的母体经过象征性元素的提取，变形成利于机械化生产的元素，再将元素整合到一起，组成一个抽象的仿生家具，但我们依然可以从中感受到仿生母体的本质[7]。机械化生产的优势就是标准化构件，可以大批量快速生产，价格低廉，能普遍为消费者所接受。

信息技术生产时期。随着经济的发展，生活水平的稳步提高，人们越来越追求个性，不再满足于机械化大生产单一的家具造型，所以手工艺家具以其独特的造型、精美的工艺又开始被人们所推崇，但在21世纪手工生产昂贵，这种手工打造的家具注定不能大范围地流行，只能为少数上层人士所使用。数字化信息技术的发展为这一矛盾找到了解决方法，3D打印、数控加工、立体印刷、三维切割等基于计算机控制的技术可以加工出大量的非标准化构件，为具象仿生家具设计提供了动力，目前数字化加工的费用极为昂贵，在家具行业还不能大规模地发展应用，但在航空业、船舶制造业等领域，使用计算机控制的大量非标准构件的生产已经非常广泛。信息化是发展趋势，相信在不久的将来数字化信息技术在家具仿生设计行业也会得到广泛应用[8]。

2 家具仿生设计与其他交叉学科的联系

2.1 仿生家具功能设计与人体工程学

仿生作为家具设计的灵感来源，在功能设计中必须从人体工程学的角度出发，满足人的生理及心理需求[9]。人的生理需求要求家具在仿生设计过程中必须充分考虑人体对空间与舒适的需求，良好的设计会使人体在一种特定的姿态下，肌肉与骨骼的结构都能处于一种较为合理与放松的状态，以此来降低人体的整体体能消耗，减少肌肉与骨骼的疲劳，从而增强家具的适用性和实用性。

人的心理需求要求家具仿生设计具有良好的外型设计，选用优质材料，具有不同的质感和纹理、亮丽或深沉的色彩等，这些主要涉及家具的色彩仿生及纹理仿生。由于人们受教育水平的差异，所接触社会领域的不同，以及年龄、地域、性别、种族、宗教信仰等的不同，会对家具产生不同的心理需求，这就要求家具设计师在仿生设计时要充分考虑不同人员的心理差异，针对不同消费群体，提取整合仿生母体中的不同元素，设计不同类别的家具[10]。

2.2 仿生家具造型设计与设计美学

自然界的仿生元素各有特色，都具有自然的美，但并不是所有的自然生物之美都能够适应家具设计美学，这就要求我们对自然仿生元素进行一定的提炼与整合，也就是说对于家具的仿生母体不能单一地取之用之，要从设计美学的角度进行全面分析。

家具美学有很多构成要素，如功能美、形式美、材质美、结构美、科学美、工艺美、色彩美、装饰美等，这些美在自然界仿生母体中都可以找到，而且构成要素运用的恰当与否也直接影响家具产品设计中美感的表达[11]。任何一种美学都不是单独存在的，家具的功能与造型就是不可分割的，功能美也反映了家具的造型美。家具设计师对不同的材料进行适当的设计可以表现出各种各样的质感效果，符合人们返璞归真、回归自然的心态，比如现代家具采用仿生珍贵木材的研究，仿生珍贵木材的纹理及色泽，使现代家具设计具有古代家具的灵气与内涵。明清家具之所以具有很高的审美价值，原因之一就是因为采用纹理优美、色泽高雅，质地坚硬的珍贵木材作为主要的加工材质[12]。而材质美又与家具的造型结构美密切相关，就像天然木材，其作为仿生设计中的一个母体，在家具设计中同时具有功能美、材质美、结构美、工艺美、色彩美等，一个优秀的仿生家具设计应当具有全方位的美。

2.3 仿生家具材料选择与可持续发展

仿生家具设计能使人类更好地融于自然，与自然和谐相处，这就要求仿生家具从设计到生产的各个环节都要本着可持续发展的原则[13]。绿色家具理念的提出正是符合可持续发展理念的时代需求，绿色家具设计是在设计过程中充分考虑绿色家具的评价指标，遵循可持续发展原则，按规定的标准进行家具设计。可持续发展原则要求家具通过设计，减少对木材等自然资源的消耗利用，尽量减少家具生产过程中废渣、废水、废气的产生，减少对环境的影响[14]。从家具设计、材料选择、生产、包装以及营销等各个方面，严格遵守可持续发展原则。

仿生家具材料的可持续性发展选择是指在家具设计中选择环保型的材料，木制家具材料多选用一些人工速生材，减少珍贵树木的砍伐，通过材料选择的生态化促进家具产品的生态化。一些环保新材料的使用可以为家具仿生设计带来新的灵感、新的造型以及新的使用功能，因此仿生家具在材料的选择上可以打破一贯使用天然材料的传统，敢于尝试一些新型的无污染环保材料，使家具设计在材料选择上与现代科技接轨。

家具有一定的使用寿命，丢弃之后家具的零部件还可以回收利用。生长快速的竹材和藤材可以代替天然木材用于仿生家具设计，不同的材料还可以为家具设计提供不同的灵感。最近受到关注的纸质家具设计就比较符合可持续发展原则，属于典型的可持续发展的绿色产品，即用较少的原料、较轻的质量实现非常大的承重强度，以达到节约木材等自然资源的目的[15]。

家具仿生设计是与自然的亲密接触，仿生设计是一种最能体现可持续发展理论的设计思维，可持续发展是21世纪的重要主题，家具仿生设计顺应潮流将得到更好的发展。家具材料的选择应充分考虑到可持续发展原则，让仿生家具设计与社会发展新动向接轨。

2.4 仿生家具产品销售与消费心理学

消费心理学建立在普通心理学一般原理之上，它是一门独立的学科，专门研究消费者在日常消费过程中产生的心理现象及其发展规律[16]。消费心理学主要研究人作为消费者时在寻找、选择、购买、使用、评估和处置相关产品时的心理状态。

现代生活的高节奏、高科技使人类在日常生活中越来越远离自然[17]，家具仿生设计贴近自然，仿生母体来源于自然，符合现在城市工作者渴望融入自然的心理。物质水平发展到今天，人们越来越意识到自然的重要性，越来越多的人开始走进自然，争取与自然相处的时间，但这毕竟只符合少数人的生活，而家具的仿生设计可以使消费者即使身处室内也会有一种置身自然的感觉。仿生家具设计拉近了消费者与自然的距离，满足了消费者追求自然的心理。

家具的市场销售要想取得好的业绩，家具的设计、生产制作就必须符合消费者的心理需求[18]。当今多元化社会，消费者对个性的重视与追求，使得趣味性在家具设计中越来越受到重视，仿生设计家具的一个明显特征就是趣味性。仿生家具设计的趣味化主要表现在对生活在现代快节奏、高机械化状态下人们枯燥压抑心理的补充[19]。仿生家具在办公用品、生活用品等方面都有许多成功的范例，它们以趣味化的形态、结构或使用特点，为生活在高压下现代人们的枯燥压抑心理作了某种点缀和补充，用它们充满自然、善解人意的设计语言和生动可爱的设计形态调节着快节奏状态下人们内心的麻木[20]。

3 结束语

仿生家具设计是一个既古老又新鲜的家具设计方法，随着人类最初的探索自然到中间阶段的发展自我，以及现在的回归自然，家具仿生设计也经历了开始的自发阶段到中期的发展阶段和现在的有意识回归阶段。随着社会的发展，不同生产方式的产生，以及不同心理诉求的出现，使家具仿生设计也随之不断地发生变化。家具仿生设计是一个充满活力的设计方式，与时俱进，不断吸取新知识及高科技，使其与时代发展紧密相连。仿生家具设计是一个复杂的学科，功能上的人体工程学，造型上的设计美学，原材料上的可持续发展，以及消费者购买时的消费心理等都与其密切相关。“可持续发展”是20世纪末提出、本世纪不断发展的一个重要社会理论，家具仿生设计应从设计的角度出发，紧扣这一理论，从材料的选择、利用，到家具的功能设计、造型设计，以及后期的家具销售、维修、回收等一系列环节都要充分考虑可持续发展因素。数字化信息技术的使用使家具造型出现更多的变化，更多曲线元素可以由机器大批量快速地生产出来，造型多样的可能性也使家具的功能性更加完善，数字化生产将使仿生家具设计进入一个新的阶段。

[1] 赵京皓.探讨仿生设计在现代家具中的应用[J].现代装饰(理论)，2016(4)：106.

[2] Hui Chen，Rui Bo Hu，Xi Ye.Furniture Form Bionic Design Methodology[J].Advanced Materials Research，2012，490：2568-2572.

[3] 刘暄煦.基于产品语义分析的仿生家具设计[D].长沙：中南林业科技大学，2015.

[4] 杨帅，朱毅，张兰侠.仿生学在现代家具设计中的应用[J].山西建筑，2013(18)：220-222.

[5] 韩天腾.仿生家具形态的设计理念[J].福建农林大学学报：哲学社会科学版，2006(2)：84-86.

[6] 韩天腾.现代仿生造型的家具设计[J].家具，2004(3)：32-34.

[7] 陆冀宁.国外仿生造型家具的历史发展[J].重庆工商大学学报：自然科学版，2008(1)：103-108.

[8] 陆冀宁.国外现代家具领域中的仿生设计规律研究[D].无锡：江南大学，2005.

[9] 毕砚红.家具设计与人体工程学[J].艺术研究，2011(3)：92-93.

[10] 张婷婷.人体工程学在家具设计中的运用[J].科技创新导报，2013(19)：153.

[11] 马宏儒.家具设计文化中的美学探析[J].齐齐哈尔大学学报：哲学社会科学版，2012(5)：152-154.

[12] 柷群英.现代家具设计中的美学思考[J].文学界：理论版，2010(10)：237-238.

[13] 黄艳丽，戴向东，宋国栋.可持续发展思想指导下的家具设计[J].包装工程，2012(22)：84-87+109.

[14] 陶涛.绿色家具设计[D].株洲：中南林学院，2004.

[15] 刘爱平.纸板家具的研究与设计[D].哈尔滨：东北林业大学，2011.

[16] 钱涛.浅析设计心理学在情感消费时代的重要性[J].艺术科技，2013(12)：295.

[17] 刘波永.消费心理学与产品创新设计[J].艺术与设计(理论)，2010(1)：165-167.

[18] 高晓东.办公家具的趣味性设计[J].大众文艺，2010(16)：52.

[19] 刘宇.仿生在家具趣味化设计中的应用[D].哈尔滨：东北林业大学，2007.

[20] 陈维肖.浅析设计管理中的消费心理学问题[J].科技风，2009(17)：33.

(责任编辑 王琦)

Analysis of Relevant Disciplines Involved in the Bionic Design of Furniture

ZHOU Zhong-yan， SONG Kui-yan*

(Northeast Forestry University，Harbin Heilongjiang 150040，China)

Based on the mode of production，the bionic design of furniture is divided into three stages，i.e.the handicraft stage，the mechanized production stage and the IT stage，and the features of the bionic design of furniture at these stages are briefly introduced；the relationships between the bionic design of furniture and such inter-disciplines as ergonomics，design aesthetics，sustainable development theories and psychology are analyzed in terms of furniture function，shaping，material selection，production and marketing.

furniture；bionic design；inter-discipline；sustainable development theory

2017-03-02

周忠彦(1990-)，女，山东临沂人，硕士研究生，研究方向为家具设计与技术研究，E-mail：1558592525@qq.com。

*通讯作者：宋魁彦(1961-)，男，黑龙江萝北人，教授，博士，研究方向为木材科学与技术、木材物理学与木材环境学、木材加工与家具设计等方面。

TS664

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2095-2953(2017)05-0012-03