仿生学在家具设计中的表达与研究

尹梦涵 岳建宇 张明昊 赵清泽

摘要：家具的仿生设计不仅反映了设计师对生态环境的重视，还体现出现代生活环境下人与自然和谐共生的紧密联系，同时体现了可持续发展理念在家具设计领域的延续。仿生学在家具造型上的融入，正好可以改进传统的设计手法，赋予家具新的特性。在家具结构、色彩、肌理等方面，仿生设计能为人们的生活和工作提供更加人性化的考量，也更为全面地考虑了使用者的实际需求。作为可持续发展理念在家具设计中的具体表现，仿生设计是一种持续变化、进步的设计思维，可以尽可能为使用者提供降低消费成本、提高消费质量的生活方式，还可以与自然环境和谐统一。文章从仿生学的发展、仿生家具设计、仿生家具设计的表达形式等方面探究仿生学在家具设计中的应用，以启发现代家具设计，为现代家具设计师提供借鉴。

关键词：家具设计；仿生学；仿生设计；人性化

中图分类号：TB472；TS664 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）04-0-03

1 仿生学与家具设计

近年来，我国的房地产业迅猛发展，也促进了我国家具产业快速发展。然而，由于家具设计缺乏统一的规范，也没有固定的受众群体，因此产品的设计呈现单调、不新颖的特点，不能满足使用者的需求。所以，设计师要根据人们的生活习惯和心理需求，用创新思维进行设计。仿生学可以为家具的设计提供天然要素，从而更好地满足现代消费者的审美需求，实现自然美和艺术美的完美结合。设计师应从自然中汲取灵感，并将其模仿应用于家具设计中。

1.1 仿生学的发展

早在古代，人们就已经学会从动植物中提炼所需的元素，从而形成特色文化。无论人类文明发展到什么程度，仿生技术对人类的生活都有很大的影响。人在大自然中生存，与动植物比邻，它们具有各种特性，让人不由自主地想要模仿［1］。人们利用自身的观察、思考和设计能力，开始模拟动物，并充分发挥创造力，制作出一些简易工具，比如古人观察到鱼在水里摆动和游动，就在设计船只时把木浆放在船尾，模拟鱼的动态造型。这些都是最初的仿生设计展现，尽管还比较粗糙，但也是当前仿生学发展的基石。

仿生学是近年兴起的一门与生物技术相结合的前沿科学，它模仿动物和动物的外形特征，为工程与设计提供新的途径和创意。仿生并不是单纯的模仿，而是一种技术的进步。针对设计要求，从仿生对象中提取和分析一系列生物特性并有机结合，创作出新的设计作品。将仿生的概念应用到家具产品中是家具设计发展的必然趋势［2］。

1.2 仿生家具设计

仿生设计是基于对自然生物的特性进行研究的一种新的设计形式，从而创造出一种新的精神境界。

家具是影响人们日常工作和生活的一个重要因素，它的设计也离不开仿生技术。随着人们对家具的需求不断改变，家具的造型也应该不断创新。设计师们创作灵感的来源转移到了对自然生物特性的模拟上，让原本的设计与仿生的概念相融合。具象造型的仿生家具在外表上往往易被人理解和接受，原因在于它可以提供一种直观的视觉体验。

自然界的多样性为家具设计提供了新的思路，并突破了传统家具设计的限制。设计师可以从生物特性中寻找灵感，使室内环境富有生态情趣［3］。仿生的出现为家具设计增添了丰富的情感，设计者站在使用者的立场，将工业制造技术和自然的生物特性结合起来，既能让家具有新的外观，又能让人产生强烈的情感共鸣。

当人走进一个特定的室内空间与仿生家具互动，会自然而然地感到轻松愉快，这就是所谓的人性化设计的魅力，它可以改善家具在空间环境中的单调性，带给使用者心灵上的安慰与关爱。仿生家具设计是人与自然的完美结合，设计师以自然为灵感，将自然的美感融入设计中。仿生设计是连接人类生活和自然生态的桥梁，是人类社会与自然生物的有机结合，也是设计发展的新亮点。

2 仿生学在家具设计中的表达形式

仿生设计有悠久的历史，无论是公共用品，还是室内装饰，都充分体现了古人的创意和聪颖。比如明代家具中的官帽椅，其充分展现了设计者的智慧和创造性。在海外，高迪的住宅和米拉的公寓也让人浮想联翩，成为时尚、前卫的设计符号，也是人体工程学与仿生技术相结合的杰出代表。

2.1 形态仿生

形态仿生是对自然生物的外在形象和象征意义进行深入的研究，并运用相应的艺术加工方法进行设计。构成家具外形的方式可以是通过直观的技术表现出家具外形的具象式仿生设计，也可以是传达出深层寓意和内涵的抽象仿生设计。

2.1.1 具象形态仿生

家具的具象仿生设计是将家具的形态变形，与生物原型类比，从而达到视觉效果上的模仿，观者能够迅速辨认出其展示的生物形象，以及該家具展现出的具体表征，从而让消费者了解到设计师想要传递的设计内涵［4］。这种造型方式是从大自然中直接衍生出来的，极具生活气息。

正如“豌豆公主”这款休闲座椅，即使不知道它的名字，从看到“豌豆”这一形象的第一眼就能直观显现在脑海中。这款休闲座椅像一颗饱满的豆子，身材圆润匀称。“豌豆公主”休闲椅的扶手是多层实木胶合弯曲工艺的展现。同时，因为其依据人体工程学进行设计，并采用了曲美独特设计工艺编制尼龙绳和弹簧，从而保证了座椅的弹性，也拥有极好的透气效果。坐的时间较久也不会出现身体上的不适。

2.1.2 抽象形态仿生

家具的抽象形态仿生是通过概括、归纳，提炼出展现设计者意图的生物形态的特性，并加以适当的夸张、变形，通过整体的造型来把握家具的结构形式，最终将其形象呈现在家具的形态、结构或表面的装饰等方面。

HygroShape是世界上首个真正实现自塑型的仿生家具。家具自塑成型的原理源于木材吸湿收缩的自然现象。这一过程在无声无息中发生，无须人的参与，亦无须任何工具或安装说明，它在眨眼之间平稳地展开。设计基于木材的固有特性，采用特殊技术使家具构件以平面的形式生产并被包装，使用者打开包装时，家具构件会自动展开成型。

2.2 结构仿生

在家具设计中，结构仿生设计扮演着重要角色。结构仿生设计结合自然生物的形态和特殊的构造，创造出一种全新的仿生系统，把自然的结构和功能转换成独特的时尚元素，把创意与技术完美融合在一起，将其无限放大，以达到最好的效果，契合现代时尚的潮流，同时保持设计与原生态结构的一致性。

由Marco Hemmerling和Ulrich Nether设计的Generico椅采用生成算法设计，属于计算或参数设计领域，即在设计过程中使用算法。生成式设计允许软件通过实现满足特定参数的设计来添加其专长。椅子被3D打印出来。生成式设计也有其制造限制。然而，其还具有一种骨骼魅力，这是由创造性和软件辅助形式设计的独特结合带来的。椅子在保持强度的同时，有一个灵活的靠背，但体积大幅减少，使用了更少的材料，还保持与人体工程学设计规律的契合，使椅子坐起来很舒服。

2.3 色彩仿生

色彩仿生设计就是将大自然中最本真的色彩搭配方式提取出来，再灵活运用于家具设计中，使家具展现出更加和谐的视觉效果，使设计灵感得以更好地表达出来。色彩及肌理有丰富的情感语言，俄罗斯画家列宾曾说，“色彩即思想”，古今中外的艺术家几乎都懂得并善于“以色传情，以色抒情”。而优秀的设计师更是要将色彩作为情感表达的一种媒介，并赋予其巧妙的象征意义。色彩的变化会影响室内空间的氛围，从而对人的心情、心理产生一定的影响。

“艾拉”荷叶椅将写意和写实巧妙融合在一起，采用了聚碳酸酯为材质，完全通过手工雕刻制作而成。椅子的外形设计上借鉴了国画中荷叶的造型，椅子的腿部使用了简洁的黑色，浓墨重彩的椅身将水墨的晕染特色充分展现出来。特殊的制作工艺使椅子的色彩不规则扩散开来，使椅身呈现出独特的视觉效果。透明的底色外加绿色、蓝色的点缀，给人一种染料扩散在水里的感觉。

2.4 肌理仿生

肌理仿生同样拥有丰富的情感语言，如皮革柔软的肌理象征着自然与生命，光滑、坚硬的石材则表达了坚毅与冰冷。将独特的肌理运用于家具设计中，让其变得更加别致，可以增强其给人带来的视觉与触觉感受，为使用者提供更为丰富的体验。设计师捕捉一些生物的肌理特征，结合现代化的设计手法，运用现代化的生产工艺，就能使家具展现出自然的色彩和独特的质感，赋予家具自然的灵魂和浓厚的人情味［5］。

以生物为原型设计的“Wings”翅膀椅子就具有独特的仿生造型，模拟了蝴蝶休息时的翅膀。其是一款休闲椅，由塑料制成，椅子的纹理也仿制了蝴蝶翅膀的纹路进行设计，使用了集成技术。产品的外观灵感源于蝴蝶的运动，旨在以固体物体显示出生命的迹象。椅背与座面中部相连，两侧座面敞开，环绕人的整个臀部，让人坐起来更舒服。椅腿部分的设计为双层支撑，增强了椅子的支撑力和表现力。整个设计通过模仿蝴蝶翅膀不同状态下的形态进行设计，捕捉了蝴蝶飞翔时翅膀扇动的动态美，张开的座椅两侧形成座椅扶手，表面的结构也模拟了蝴蝶翅膀的纹理，使人感受到勃勃的生机。

3 仿生家具设计对现代家具设计的启示

在如今工业化的家具生产形势下，家具设计的模式化需要改善，要将家具设计与“以人为本”的设计宗旨联系起来，将人的情感需求放在首位，区别于机械化设计。随着生活水平的提升，人们对生活细节的把控有了更多的需求，无差别化的量产家具已经无法满足人们对美好生活的向往。

仿生家具设计的实质是将人类的情感需求作为首要因素加以考量，为家具产品融入文化元素，提升其艺术价值和增强其情绪引导作用。基于仿生学理论知识，设计师使家具在拥有自然特征的同时，兼具人文关怀，且两者之间协调统一。水泥构筑物的层层围合使人对自然愈发疏离，生活中自然生物的元素也趋近于无。因此，应对家具进行仿生设计，以实现家具的情感化表达，把自然元素作为家具设计的基调，突出家具的人文因素及使用者的情感需求，以使人们在使用家具的过程中能感受到自然的魅力，进而引发人们对自然环境的重视与关心。

4 结语

家具在人们的生活中有着举足轻重的地位，不仅会给使用者带来舒适的感受，还展现出人们的个性化审美和独特品位。可以适当运用仿生学的理论知识，借助大自然的神来之笔，通过模拟生物的形态、功能等设计出有价值的家具，同时推动家具产品的更新。甚至可以基于生物的视觉器官识别图像实现视觉信号的分析、处理，再应用到产品设计、视觉传达设计、环境设计等领域，创造出具有生命力的产品，让设计回归自然，让人类与自然共生。

仿生设计是一门很有研究价值的学科，研究生物和自然物体的外在形式、符号意义，再将它运用到设计中。通过对家具进行仿生设计，可以给家具行业带来新的生机，有更多的灵感和素材供现代设计师借鉴。仿生学是一个充满活力的领域，其發展步伐不会停滞，其旺盛的生命力会引导设计师在今后的道路上不断前进。

参考文献：

［1］ 李颖.浅谈仿生设计在家具造型中的运用［J］.中国科教创新导刊，2011（25）：162.

［2］ 管家源.仿生设计在家具设计中的运用与研究［J］.科技与创新，2020（3）：140-141.

［3］ 张立华.浅谈仿生学在家具造型设计中的运用［J］.艺术品鉴，2016（9）：27，53.

［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，2013，39（18）：220-222.

［5］ 潘质洪.仿生学在家具设计中的应用研究［J］.艺术家，2018（3）：54-56.

作者简介：尹梦涵（1998—），女，山东济宁人，硕士在读，研究方向：建筑环境艺术设计、艺术设计。

岳建宇（1996—），男，山东枣庄人，硕士在读，研究方向：建筑环境艺术设计、艺术设计。

张明昊（1997—），男，山东淄博人，硕士在读，研究方向：建筑环境艺术设计、艺术设计。

赵清泽（1997—），女，福建福州人，硕士在读，研究方向：建筑环境艺术设计、艺术设计。