仿生设计方法在现代产品设计中的应用现状研究

童晗笑 权威 任新宇

〔摘 要〕仿生设计是仿生学与设计学相结合而产生的新兴学科，在建筑设计、服装设计和产品设计等方面都应用广泛。仿生设计属于交叉学科范畴，其研究范围广泛，研究内容也丰富多彩。将仿生学应用于产品设计中，不仅能突破传统产品设计的样式，创新产品样式，增加产品趣味性，还能开发新的产品功能、提升产品附加价值，使产品设计更符合现代人的生活方式。

〔关键词〕仿生；产品设计；设计方法

一、仿生设计与现代产品设计

自然界的生物在进化的过程中，形成适应自然环境的形态结构和颜色，进化出科学合理的结构，而这些也吸引着人类模仿。人类也是自然的一部分，人类的生活离不开自然， 将自然的美合理地融入设计之中， 不仅能体现产品的特点与优势，同时顺应了消费者与市场的需求。

随着社会经济全球化进程的加快及人们消费观念的转变，人们在满足物质需求的同时，更期望在使用产品的过程中获得情感的关怀。越来越多的人崇尚自然，追求自由和情趣，人们在消费时变得更在意心理感受和心理需求的满足，这种价值取向催发了消费者对产品精神功能的关注。应用仿生设计思想的产品设计方案因其源于自然的设计特征，能更好地迎合大众的情感需求。

二、仿生设计于现代产品设计的应用？

总体来看，仿生设计手法在产品设计中的应用多着眼于产品的形态、色彩、功能与结构等层面，能全方位为产品设计提供灵感支撑。仿生产品设计外观新颖优美、功能多样、充满趣味性，在满足用户传统功能需求的基础上，能为其塑造更加全面的消费与使用体验。随着仿生设计自身以及相关学科的共同发展，仿生设计知识领域的深度和广度都产生了长足的变化。不过，就目前的学科发展来看，仿生设计在产品设计领域的应用主要从如下几个方面展开。

1.形态方面的应用 产品设计中的形态仿生设计，一般指的是设计师通过观察自然物的客观形态，结合设计对象的结构、功能以及形态等系统设计要素，创造性地将自然形态与产品形态相结合，强调的是自然物形态特征与人类审美需求的相得益彰。例如，海洋中的大量哺乳动物，如鲸、海豚等，都在漫长的物竞天择过程中进化出圆润的头部和流畅的身体曲线，用以适应水中的生活。同为哺乳动物的人类，关注到水中生物的相关形态特征，并以此为参考设计、改进轮船的头部及外观流线，从而有效降低船只行驶过程中的流体阻力，提高了船只的运行速度及工作效率。

仿生设计手法在产品形态设计中的应用，不止于对产品功能的提升。设计师通过提取生物形态的简练元素，或是对比生物原本形态与原有产品之间的相似之处，加以自己的设计创造，把原有的生活工具，巧妙地赋予生物的外观形态，在不影响其原本功能的情况下，使其变得更有趣可爱，也是产品形态仿生设计的重要方式之一。

2.色彩方面的应用 色彩是事物认知过程中，對人类生理及心理影响最为直观的视觉要素。色彩是最抽象的语言，表达设计者的情感，唤起观者的关注，乃至影响消费者的购买决策及观者的心情。在产品设计中，色彩不仅具备审美性和装饰性，还具备象征层面的符号意义，对人们有着最强烈、最直观的影响。

色彩作为人类视觉感官的重要影响要素，不仅能够通过复杂的编解码过程实现视觉信息的传递，而且能够使可视化成果更具美观性，提升用户体验。但是，色彩在具体运用上会收到许多方面的限制，设计者应该充分了解色彩的原理和特点并加以利用，做出更加准确优美的设计。所以在产品仿生设计过程中，设计师一般借助还原被仿生对象固有色彩，以突出生物本身的特点，这有助于消费者建立设计方案与原初灵感来源直接的理解关系，更好地表达与传播设计师的创作构想。各类生物表现出的色彩是在生物进化过程中逐渐积累产生的，是自然演化、优胜劣汰的结果。这其中最为突出的例子非那些能够随环境变化而改变自身体色的生物莫属了，如变色龙、树叶蝶等。色彩的这种保护、伪装作用首先被人类用于国防装备，野战陆军的“迷彩军服”就是很好的例子，绿色或黄褐色斑点与野战所处的周遭环境色近似，穿着这样服装的士兵或经过如此涂装的野战装备能很好地与环境融为一体，很难肉眼识别出来，能起到很好地迷惑敌人保护自己的作用。

3.结构方面的应用

产品设计领域中比较常见的仿生结构包括蜂巢结构、肌理结构、骨架结构等。在实际的产品仿生设计过程中，设计师不仅模仿生物的外观形态，还借助观察相关生物的内部形态和运行方式，通过相似的结构，制造出功能相近的产品；或者将结构仿生与形态仿生结合，将相关特征、结构等同时应用于产品设计。产品设计不仅需要精美的造型， 还需要有适用于相应环境的色彩与肌理，设计者需要由不同的使用场所、不同的家居风格， 根据不同的特点选择合适的材料。比如，在产品CMF设计过程中，对材料肌理的仿生式表现，能有效拉近产品与使用者之间的心理距离，进而保证相关产品的市场接受能力。对于可通过结构特征来强化产品创新特质的产品设计，如义肢等，完全可以借助对仿生性结构的暴露来渲染高科技化的产品美感。当然，仿生设计中的结构创新并不简单限于在产品设计领域的应用，建筑设计中也不乏结构仿生的设计案例，高迪设计的圣家堂、伍重设计的悉尼歌剧院等案例中都有结构仿生的身影出现。

三、仿生设计应用于现代产品设计的意义

1.创新产品样式 顾名思义，仿生设计是从自然生物中汲取灵感，展开设计活动的过程。自然世界是仿生设计取之不尽用之不竭的灵感来源，自然界中的各类动植物都可为设计方案提供支撑。设计师借助模仿、组合等设计手段，赋予产品功能、结构、形态以及色彩等不同设计特质，进而形成产品独特的样式和风格。利用仿生手法创新产品样式，在传统的服装设计中最为常见，不同地域、民族的特色服装文化中，有很多造型或是装饰的手法源于对自然生物的模仿，其中也包含了不同的图腾崇拜内涵。仿生设计能促进人与自然的和谐，打破产品的传统形态，突破旧有的观念，让设计者获得新的思路，为产品市场注入新鲜血液。

2.增加产品趣味性 为原本规矩呆板的设计融入自然界元素，开拓消费者的眼界，同时为产品增加一些有趣的小功能。从这个层面出发，仿生学不再仅仅停留在表面肌理的模仿，而是融合了人的特征，追求仿生学背后的含义，或是结合产品原有的结构，设计出灵动可爱的外形，让消费者由内而外感受到新鲜感，在城市生活中回归自然。仿生学还能应用于室内空间设计，从整个空间和人所处的环境模糊与自然的界限这样既能缓和城市人们紧张乏味的情绪，增添生活情趣，也能增加与消费者的互动，设计者本身在设计过程中也能体会到设计的乐趣。

3.开发新的产品功能 自然界中的各类生物在进化发展的过程中，形成了各具特色的功能、结构，针对其的研究成果常常能为设计师带来全新的功能实现方案。建筑设计中就不乏依托结构仿生成果提出的更巧妙、更安全的设计方案。在医疗器械设计中，也有很多根据仿生原理设计、制造的医用器械。相较于传统工具，这种类型的医疗器械更加实用，性能也更优良。

结？语

仿生设计基于对自然界生物的观察研究基础之上而展开，是一项复杂的系统工程，需要设计师对仿生对象以及设计对象均具备充分的了解，才能保证后续设计过程的流畅以及设计成果品质。随着人类社会的发展以及科技的进步，人类对自然生物的理解也较任何时候都更加广泛和深入，这种发展也必将推动产品仿生设计的快速发展。

（责任编辑：杨建）

参考文献：

[1]祝兵越，郁舒兰.产品包装设计的自然之美[J].设计，2016（05）：62-63.

[2]陈杨威，郁舒兰，李策，夏巍恒.产品材料与形态设计相契合的研究[J].大众文艺，2016（13）：67.

[3]缪冬昕，郁舒兰.色彩在视觉通道设计中的应用分析[J].艺术科技，2019，32（05）：123+157.

[4]孙艺萌，李晶.家居灯具选材影响因素及设计分析[J].设计，2018（19）：104-106.

基金项目：南京林业大学2019年大学生创新创业训练计划项目： 仿生学在产品形态设计中的应用研究（201910298033H）