绿色设计在仿生设计中的理念运用研究

赵胜坤

摘 要：本文旨在深入探讨绿色设计与仿生设计之间的关联，并以目的性的分类方式，将其划分为人、产品、环境三个要素，从而更好地理解绿色设计的特征。为此，本文将从人-产品、产品-环境、人-产品-环境三个角度，深入探讨绿色设计与仿生设计之间的联系，以期为此领域的理论研究提供更多的参考。

关键词：仿生设计；绿色设计；目的性分类

1 前言

“师法自然”源自自然界的智慧，它一直激励着人们不断创新。古代的先贤们利用观察、想象、模仿以及创造，将生物的形态、功能、外观、颜色和意象等复杂的元素融入到设计中，使得仿生设计不仅仅局限于表面的模仿，而是从多个角度、多个层面进行人造的模拟。科拉尼曾指出，仿生设计在现代设计中发挥了至关重要的作用，它不仅可以让产品的外观更加多样化、色彩更加自然、结构更加人性化，而且可以让消费者在使用过程中获得放松、舒缓的心情，从而体验到人与自然和谐共存的美妙。通过将绿色设计理念与仿生设计相结合，便可发现仿生设计具有天然的绿色特征。

2绿色设计的概念

绿色设计旨在将环保意识融入设计，以解决供给问题并减少对环境的不利影响。其核心思想是通过设计保护和改善自然环境，实现可持续发展，致力于通过改变传统的生活方式和消费模式，满足人类对多样性的需求，包括物质、自然资源和社会文化环境。绿色设计的原则被公认为“3R”的原则，即Reduce，Reuse，Recycle，减少环境污染、减小能源消耗，产品和零部件的回收再生循环或者重新利用。其核心理念“多快好省”旨在通过提供最佳的功能、最高的效率、最大的舒适度、最大的环保性，使得绿色设计的核心理念得到充分体现，从而有效地减少资源消耗，同时保护自然环境。

随着“产品-人-环境”的出台，绿色设计思想在产品设计领域的迅猛发展，反映出人们对环境保护的重视。它不仅体现在环境友好的特性，还体现在功能的全生命周期思考，更重要的是，它提倡创新的价值理念，为当代产品设计带来更多的可持续性和可行性。

3仿生设计与绿色设计的关系

在维克多·帕帕奈克的《为真实的世界设计》一书中说过：有一个似乎从未曾过时的源泉，这里就是自然的指南，在这里通过生物学和生物化学的系统，人类碰到的许多相同问题已经遇到过并被解决了。采用自然的规律和原则，人们能够发现许多有效的、更加完美的解决办法。对于任何设计问题，理性的方式就是达到“以最少求解最多”，或者用George.K.Zipf的俏皮话说，即使用“最少努力的原则”。书中的话引出了仿生设计与绿色设计的关系。自然界无疑是设计师们的灵感之源，而仿生设计则更加注重对其历史演变的研究，它们在不断的演变、变异以及适应性方面都有着深刻的影响，可以有效地减少创作的复杂性，提升整体的美感。仿生设计是针对在生物在自然环境中表现出的各种特性进行模仿以解决相似情况下碰到的实际问题的设计思想。通过模拟自然环境，仿生设计可以自发地展现出其独特的环保理念。

4仿生设计中的绿色设计

设计是一种探索、分析、解决问题的过程，解决问题就是设计的目的，是其本质要求和内在属性之一。仿生设计是一种独特的设计形式，它以解决问题为出发点，并以反馈自然界为目的，使人类能够从大自然中获得灵感，从而创造出更加环保的设计。因此，目的性研究对于仿生设计来说至关重要，它不仅可以帮助人类更好地理解自然，还可以为人类提供一种更加环保的生活方式，使人类能够更好地适应自然环境，从而实现更高效的生活方式。随着时代的发展，社会经济和科技的飞速进步，人们的审美能力也在不断提升，这使得交互设计的内涵变得更加丰富多彩。在数字信息化的时代，交互设计的内涵更加符合人们的需求，通过提升用户的实际体验和情感体验，人们才能真正理解和把握设计的本质。因此，根据仿生设计特征的目的性，将其分为人-产品、产品-环境、人-产品-环境三类进行研究。

4.1人-产品

这一类型是研究人和产品关系的，其所关注的是人和产品最直接的连接，是在人机环境系统工程学中最早进行研究的内容“设计要符合人的生理和心理因素”的概念强调。要创新出符合人类的需要的产品，就必须将人的需求放在首位，而现代的设计则更加强调，要在满足用户实际需要的时候，也能够符合社会文化需要，从而实现人机工程学的目标。通过引入“人性化产品”和“人机工程因素”，可以有效地将“人”和“机”融入到工程学的视角中，从而使得工程学成为企业获得市场优势的重要工具。仿生设计旨在利用人机工程学原理，将产品外观和人体外观完美结合，以便让用户能够感受到自然环境中的美感，并且能够更好地满足用户对自然环境的需求。通过采用仿生技术，设计师可以让产品更加贴近人体，从而让使用者在使用时感受到更加舒适。这些技术可以模拟出人体身上经常接触到的各种部位，例如手、脚、臀、背等。

如图1，Lilian van Daal设计师以100%可回收的聚合物粉末作为原料，将单细胞微生物的功能形态进行深入研究，创造出Radiolaria#1椅子的框架，这款具有极高创新性的3D打印椅子，完全没有使用任何胶水，令人惊叹。这种产品既坚固又轻巧，同时还能节省大量的原材料。Skeleton designer chair的鱼骨趣味椅子以鱼骨的结构为基础，“鱼骨”则是它的核心，它的设计完美地融入人体的曲线，使得用户在乘坐时更加舒适。此外，Skeleton designer chair的模块化设计使得它的组装更加简单，可以轻松地完成，大大降低了运输成本，实现了绿色设计的目标。

4.2产品-环境

仿生设计旨在研究產品与环境之间的关系，以提高产品在工作环境中的性能，这种设计通常被称为实用功能仿生。具体来说，这类研究的目标是解决阻力、黏附力、承重能力、振动、噪声和压力等问题。此类型的产品通过模拟动植物在自然环境中的功能状态，用最少的耗能设计出效率高的产品，从而使得产品具有了绿色效能。

沐雾甲虫是纳米比亚沙漠中一种令人惊叹的昆虫，它们可以在沙漠中捕捉微小的露珠，并将它们聚集在一起，然后将其吞入体内。Dew Bank Bottle 晨露收集器正是利用这种特殊的昆虫，它们的金属外壳可以有效地捕捉露珠，最终将它们收集到容器中。这体现了仿生设计中绿色设计的理念，充分研究了产品与环境的关系，帮助水资源匮乏地区集水，缓解了艰苦环境的现状。

松果的开合过程很简单，是由环境湿度决定的，这在建筑中非常有用，松果在干燥的环境中打开，在潮湿的环境中封闭。元件在建筑中非常有用，建筑师阿姆西蒙戈斯提出了这一点，根据这个原理开发了一些建筑元件，能够随着湿度变化开合。如这些元件会在阳光下完全打开，如果天会下雨，他们就会慢慢合上，元件不用电，没有机械部件，无论传感器、马达、调节器，每样东西都融合在一起。此设计以松果为灵感，不费能量就能开合某物，节约能源，启发众人。松果具有出色的适应环境能力，能够有效地保护种子免受潮湿的影响，当空气湿度过高时，鳞片会闭合，而在干燥的环境中，鳞片会打开，释放出种子，这一切都是大自然精妙绝伦的设计。建筑在取暖、制冷、照明方面以及建造的时候耗费了大量能量，如果要妥善处理气候变化问题，如实应对建筑消耗仿生学可以提供很多解决方案。

4.3人-产品-环境

仿生设计旨在让人们更加接近大自然，因此它们的设计方式是将自然环境重新呈现出来，以满足人们对自然的渴望。通过反思人类与自然之间的关系，产品可以成为一座桥梁，将人们置身于自然环境中，并以此为基础，构建出一种以人为本、以产品为媒介的关系。

随着科技的飞速发展，人们的娱乐生活也越来越多地依赖于手机、电脑等现代化设备。然而，在网络尚未普及的时代，人们更倾向于依靠自然来获取娱乐。因此，草垛子的收纳功能得到了设计师的完美运用，它的形状巧妙地融入到文具收纳中，让人想起儿时玩捉迷藏时躲在草堆里的场景，既可以增强视觉冲击力，又可以有效地利用其收纳功能，让人有一种回归大自然的感觉。图3这款北极熊纸巾架能够提醒人们，不要再无视环境污染，而是要重视节约，从而减少对环境的破坏。北极熊的纸巾架象征著冰山，冰山随着纸巾的使用逐渐变小，提醒人们要小心谨慎地使用，杜绝浪费，以免破坏它们的家园，保护它们的生存环境。它的出现，不仅仅是为了表达全球气候逐渐变暖，更是为了唤醒人类对环境的重视，让人们更加珍惜资源，保护环境。BrynjarSigurarson是一位冰岛设计师，他创造了一款以冰岛蜡烛为灵感的作品，旨在传递对冰山的尊重与保护。“冰川”是一组多样的5座小型冰山，构筑出一幅壮丽的自然风光。随着蜡烛的点燃，冰山开始逐渐消失，这一现象清晰地展示了全球气候正在发生的巨大变化。

5结论

无论是功能、结构、材料还是具有功能特性的形态，采用仿生技术设计的产品，都能够重现亿万年前被检验过的清洁、高效的特点，而且在使用和维护的过程中，也能够体现出仿生设计的环保优势。随着社会的发展，人们的审美观念也在不断改变，对设计的内涵要求也越来越多元化。仿生设计和绿色设计，不仅仅是为了让人类在地球上获得更加美好的生活，更是为了让人类获得真正的幸福，它们的核心思想源自人类对自身美好生活的憧憬，具有极大的相似性。可以说，绿色设计旨在实现环境保护的目的，而仿生设计则注重环境保护手段。通过将两者有机结合，可以创造出更加环保、高效、可持续的产品，以满足人类日益增长的需求，也是当今设计发展的必然趋势。

参考文献

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