设计，未来可期：美术学院毕业季寻访（五）为人民设计，做人民设计师——四川美术学院优秀毕业设计个案

图/文 四川美术学院设计学院 本刊主编

四川美术学院地处我国西南地区，是我国八大美院之一，也是我国培养高层次美术和设计人才的摇篮。四川美术学院设计学科以塑造人民设计师为宗旨，以人民追求与产业需求为导向，重视社会创新与艺术共生，秉承绿色可持续的理念，运用绿色设计方法进行产品系统设计实践；以用户研究、产品策略为基础，针对高端装备、智能产品、农用机具、生活用品、文化体验等方面展开设计探索，通过设计手段系统解决“人—产品—环境—社会”之间的关系问题，在理论与实践贯通的设计过程中培养学生建构起整合的创新思维和系统的设计观。

在“人民设计师”理念的引导下，同学们立足现在、畅想未来，用设计成就人民对美好生活的向往。2023 年，川美设计学院的师生们更是用自己的行动，通过毕业设计创作诠释了他们对于设计教育与设计专业的宗旨与理想。

作品《基于仿生理念的月球基地概念设计》

指导教师：段胜峰 教授

设计作者：郑智文 四川美术学院2023 届产品设计专业研究生

选题背景与思考：

近年来，人类对外太空的探索日益深入，月球成为了太空探索的重要目标。各科技强国先后公布新的登月计划，我国也表明将会在2030 年前后实现载人登月，并在2045 年前后建立驻人月球基地。月球基地的建设不仅可以提供人类在月球上生存和工作的条件，还可以为接下来的深空探测提供基础设施，大幅减少人类探索深空奥秘的成本和资源。月球基地建筑物所面对的环境极端严酷，与地球建筑物所要考虑的主要问题显著不同，这也促使我们思考月球基地设计的创新问题，为我国建立长期驻人月球基地尽一份薄力。

问题分析与设计实践：

月球基地舱体的建设需要消耗大量的资源，设计采用目前国际主流的月壤固化技术作为基础理论。月壤是一种富含硅元素和铝元素的无机矿物材料，通过诸如粘结、烧结、模压等方式对月壤进行加工，制造出的月壤固化物，可以有效抵御月球的陨石冲击、月震、巨大温差、高能辐射这些极端环境，并且可以极大地减少从地球携带建筑材料所消耗的资源。

为了利用好月壤资源，用更科学稳固的造型结构来搭建月球基地，设计者选择了学习地球生物超然的智慧，用结构仿生设计的方法来进行月球基地月壤外壁的设计。通过对数十种生物进行分析筛选，最终选取了龟壳作为月球基地的主要仿生对象。乌龟壳这种特殊的结构具有很强的承压能力，这与它特有的拱形曲线和科学的结构是分不开的。通过对乌龟壳标本的分析，提炼了龟壳宏观层面的背甲、腹甲、加强肋结构，以及微观层面的松质层结构进行结构仿生设计。为了让设计更为科学准确，设计者综合运用了有限元分析、拓扑优化设计等方法。（1）宏观层面：对龟壳背甲结构造型进行了静力学仿真分析，分析发现龟壳背甲造型相比部分传统的月球基地构型受力分布更均匀。通过将模型添加仿生“龟壳腹甲”结构进行优化，使月球基地舱体结构强度得到大幅提升。同时，通过频率仿真分析得知，添加加强肋仿生结构可使月球基地舱体的整体抗震性能得到提升，并且发现其抗震能力与加强肋仿生结构的排列方向与数量有关。（2）微观层面：提出了针对龟壳松质层、鸟类骨骼的拓扑优化仿生，利用它们骨骼中部多孔隙的特点，在保证打印的月壤外壁强度的前提下，一定程度上减少了原材料的消耗，其耗材相比仿生前减少了63.5%。

在结构设计方面，以龟壳松质层仿生月壤外壁、龟壳加强肋仿生梁结构和龟壳腹甲仿生底座为主要的结构方式。在建造组装方面，设计者通过对龟壳多边形拼接方式的模仿，将仿生结构的建造视为多个三角形组块的拼接，并借鉴了中国传统的榫卯结构，实现月球基地的快速搭建，从而减少耗材的使用。

教师评语：该项目在月球基地舱体工业设计领域的研究具有较强的前瞻性和实际意义。设计师对月面环境及月球基地建设基础理论进行了深入分析，较为全面地总结出月球基地设计所面临的挑战和机遇。设计师从自然界的生物获取灵感，将结构仿生设计应用于月球基地的舱体设计，对地外建筑设计模式进行了创新性的探索，展示了基于生物仿生的设计方法在实际工程中的应用方法。在仿生对象的筛选过程中，充分考虑了生物的环境适应性，确保所选仿生对象能在月球基地的特殊环境中充分发挥其优势，设计方案合理性较强，具有较好的应用潜力。在设计过程中，对有限元仿真分析和拓扑优化设计方法的运用，使得研究成果在理论和实践层面均具有较高的可信度。该项目着眼于我国航天事业的发展方向和重大需求，从设计视角出发，探索了太空建筑可能的“生命形态”，体现了“人民设计师”以设计力量服务于国家需求的意义和价值。——段胜峰

作品《面向山地环境的农业无人微耕机设计》

指导教师：赵卫东 教授

设计作者：王帅翔 四川美术学院2023 届产品设计专业硕士研究生

选题背景与思考：

如何让山地丘陵地区的农业劳作者更加轻松地完成农耕活动，是未来智慧农业需要解决的关键问题。山地丘陵地区与平原地区的农业生产相比具有一定的特殊性，虽然随着科技的发展，逐步实现了手工劳作到人工操作的农机耕作生产方式转变，但山地特殊的地形地貌始终是农机自主耕作所面临的一大挑战。如何让农机自主耕作适应山地的地形地貌特征？产品的功能如何与用户需求之间相协调？设计围绕这些问题展开了思考与探索。

问题分析与设计实践：

设计不仅仅是提出概念，而是一个系统化解决问题的过程。是什么？怎么样？为什么？应该是什么？设计实践围绕微耕机的相关使用需求，针对找到的具体问题进行分析，从而提出解决问题的方法。

调查研究：设计调研的过程是确立设计定位和解决针对性问题的重要保障。调研主要从几个方面入手。首先采用“物—人—境”系统的研究策略构建设计语境，通过相关机械原理研究获取结构信息并总结功能属性。同时，以实地考察的方式建立典型用户画像和用户移情图来获取潜在用户的感知与体验，对使用环境进行分类，提取不同环境特征的使用需求。具体工作体现为对重庆周边农田、果园等农耕环境的考察，与村民沟通和交流，观察和记录他们使用微耕机的习惯与状况。山地农田地形特殊，形状多样，地块大小规格、宽窄不一，地面倾斜、高差各不相同，需要产品具有爬坡、越埂、转向稳定灵活的特性；山地农田土壤结构不同，农作物种植类别多，对作业机刀的需求也不同，因此需要设计结构简单、拆装方便的机刀模块；农村劳动力减少，人口老龄化严重，需要考虑机器到农田转运路途的便利性，要求产品能爬坡、能上坎，并且容易搬运。其次，走访生产厂家，与相关专家访谈，了解微耕机的基本工作原理。传统的微耕机结构分为动力、传动和操作三部分，通过传动结构将力矩传送给变速箱，变速箱通过齿轮将动力进一步传到驱动轮轴，在工作时，取下驱动轮更换为耕刀，与驱动轮轴进行连接从而进行工作。而智能微耕机在动力与传动部分方面与传统微耕机基本一致，但新增了遥控器和传感器，取代操作结构以实现自主作业，同时解决了结构、强度、材料、生产工艺、装配、包装与运输过程等相关问题。

设计定位：基于前期的调查研究，发现搬运是山地农田农机使用中的一个难题。因此，在设计中确立了模块化组合的形式，注重功能设计的合理性，强调产品造型的功能性语意，直观表达造型与功能间的映射。

符号性造型语意表达：整体造型提取传统微耕机的形态特征，以体现对产品固有功能的认知；具有装饰性线条的机身结构框架既是动力部分的防撞结构，也具有便于提拉、搬运的功能，同时也体现出机器美学；耕作机以模块化形式呈现，可以根据不同的田地需求和耕作需求置换为轮式与履带两种形式，其中轮式结构前小后大便于山地农田的爬坡、越埂和田地间的灵活转向。

农耕机具升级换代及农机造型的变化带来了人机交互关系的新矛盾。设计希望研究新的产品造型形式对产品使用带来影响，以及其产品本身的艺术形式表现。

教师评语：在国家乡村振兴背景下，设计聚焦于智慧农业相关产品的研究，是一个具有社会意义的选题。设计针对山地农业地形地貌的特征，提出了兼顾山地农耕多样性需求的多重诉求关系的系统性设计方案。采用模块化组合形式，便于微耕机使用中移动和适应不同的农耕需求。设计通过理论研究、用户调研、设计研究等方式展开，数据采集充分，理论与实践相结合。作品体现了在功能、材料、结构、人机交互方面的思考，以及功能与形式语意之间的合理性与美观性，满足了山地农机耕作的特殊需求和风格特征，展现出设计者观察问题、分析问题、解决问题的创新设计能力与设计表现能力。——赵卫东

作品《髋关节复位训练模拟器设计》

指导教师：蔡伯鸿 副教授

设计作者：周林溪 四川美术学院2023 届产品设计专业本科生

选题背景与思考：

在医疗教育及培训领域，模拟教学逐渐成为了焦点话题。医疗模拟教学旨在通过运用专业的医疗模型为医学生提供临床技能的训练机会，培养医学生的临床技能熟练度，建立临床思维，熟悉医患沟通，提升团队合作能力。它不仅是医学生进行临床实习前的重要手段，也是住院医生、专科医生临床技能培训的有效途径。

然而，目前可应用于骨科关节复位诊疗技能培训的模拟产品还较为缺乏。缺乏临床实践经验的医生在面对急诊中的大量关节脱位患者时，其处理能力存在明显欠缺，容易导致病患错过最佳的治疗时机。在多发的关节脱位中，人体的髋关节脱位是大关节脱位中直接与高能量创伤相关的，且相对体量较大，复位操作难度较高，也是目前骨科复位模拟器中较为空白的部分。

问题分析与设计实践：

基于上述背景，结合产品设计的相关内容，设计了一款给初级医护人员进行专业技能培训的髋关节复位训练模拟器。在确定选题方向后，设计者首先对人体可能发生的髋关节脱位情况，以及相应的解决办法进行资料收集。髋关节周围具有韧带和肌肉附着，所以其结构是相对稳定的，一般只有发生如交通事故等情况才会导致髋关节脱位的发生。医学上对于髋关节脱位的直接定义为股骨头从骨盆的髋臼向后或向前分离，所以在脱位类别上可以大致分为前脱位与后脱位情况。此后，设计者与一线医生进行了面对面的沟通交流，以人体髋关节功能模型及专业书籍为标准，确认了脱位后股骨头所处位置及周围主要受力的韧带及肌肉群。为保证模拟过程的准确性，利用3D 打印技术制作小比例模型进行受力分析试验，根据前期与专业医生的沟通结果，将髋关节周围的髂骨、耻骨、坐骨韧带作为主要的受力韧带，并确定出模拟韧带的连接点，根据骨骼间的解剖学空间关系，设计了提供韧带牵引力的阻尼装置，同时选取了适合的模拟韧带材料。

在功能设计之外，设计者还对模拟器的外观进行了细化。基于此产品的设计定义，即这是一款具有专业性、可重复使用的医疗教学模拟工具，所以要求产品外形的设计上要尽可能贴合人体形态，在形式与功能上实现有机统一。为此，设计者保留了人体髋部的大致形态，在人体外形线条上进行细微的调整使得外部轮廓更加具有形式美感，对于复位过程中需要较多操作的大腿部位，在形态上与真实人体保持一致，对仅起到辅助作用的小腿部位进行镂空设计，在保留功能性的同时提升产品美感。在产品配色上，设计者选择了浅色系色调，对人体肤色区域进行了保留，使得模拟器在视觉上与真实人体更为接近，其他结构采用灰白配色，整体产品呈现简约、实用的设计风格。

教师评语：近年来，因不当的诊疗操作导致的医疗差错问题受到医学界的广泛关注，从而引发了对医学技能培训方式的讨论。为医护人员提供高质量的医疗模拟训练能够有效提高医护人员的临床技能水平，从而减少或避免医疗差错的发生。该项目与重庆医科大学附属璧山医院合作，从临床一线的实际需求出发，开展医疗模拟领域的设计创新。在创作过程中，设计者深入诊疗一线进行手术观摩和数据采集，对设计痛点的把握较为准确，同时邀请医生参与样机模型验证测试和修正过程，确保了模拟产品功能特点的准确性和专业性。该选题立意与当下医疗领域的发展较为契合，最终达到了较好的效果，实现了高仿真度的人体髋关节复位模拟产品设计目标，技术原型机通过了专业医生的验证测试，受到了医学专家极大的肯定，具有极好的实践落地前景，为临床一线急需的关键医疗技能培训提供了有效途径，降低了临床操作风险，拓展了设计与医疗交叉领域的协同发展，有助于提升医疗卫生体系的服务质量，提升人民幸福感，实现以培养“人民设计师”为目标的教学理念。——蔡伯鸿

作品《Photographic stronghold 摄影据点——户外多功能移动座舱》

指导教师：段胜峰 教授 刘子豪 教师

设计作者：尚文豪 四川美术学院2023 届产品设计专业本科生

选题背景与思考：

在未来的汽车市场中，Z 世代人群将会成为消费主力。他们具有独立的思考能力，强调体验感和个性化。他们寻求拓展汽车的使用体验，让汽车辅助日常生活，并通过汽车来彰显自己的个性。在这个背景下，汽车设计需要满足更多细分的功能需求，这将成为创新的机会点。

过去，工作工具和交通工具曾有一定程度的融合，但往往存在两种极端方式：一种是专注于工具属性，如工程车辆，虽然满足工作需求，但却牺牲了乘员的舒适性和道路的通行性能，无法充分发挥交通工具的作用；另一种是纯粹的交通工具，如家用车，但在某些情况下，需要将其功能化，例如将无人航拍机与汽车融合以进行户外航拍。然而，这种方式可能会导致功能的堆砌，需要仔细权衡其必要性。如何在这两个极端之间寻找一个平衡点就成为汽车设计的关键挑战。这意味着汽车的设计不仅要考虑满足个性化需求和拓展体验，还需要确保车辆具备良好的舒适性和道路通行性能。这种平衡的设计可以更好地满足未来汽车消费者的多样化需求，使汽车不仅是一种交通工具，还是一种适应不同生活方式和工作需求的工具。

问题分析与设计实践：

（1）用户研究

设计将目标用户设定为户外摄影师群体，他们具有特殊的工作需求和生活方式，面临城市道路和自然环境等多变的工作场景，作息时间碎片化。这一群体需求具备两个显著特点：一是生活和工作间的无缝切换；二是城市和户外的来回穿梭。设计实践中以户外摄影师群体的两个特点作为“锚点”，辐射更多具有相同特点的群体，如Vlog 博主、自由撰稿人、数字游民、自由音乐人等新兴职业人群。

（2）整车结构的创新

为了满足目标用户的需求，产品需具备多功能性和适应性，同时保持小型车辆的便捷性。整车构架的创新确保了车辆在不同工作和生活场景下都能够提供卓越的性能。这一设计具有两大创新点：①可变底盘。底盘结构被设计为内饰功能的主要支撑，同时实现了升降平台和可变轴距两大功能。这个设计使得车辆在保持小尺寸的同时，能够提供多种内饰配置选项，增强了车辆的灵活性和多功能性。设计灵感来源于柯尼卡Recorder 伸缩式相机，其中错位的伸缩接缝被应用到底盘设计中，以优化空间利用率。这种设计对于小型车辆来说非常有价值，使其可以在有限的空间内实现多种功能。②独立轮组。车辆的轮组采用了轮毂电机，四轮独立驱动。轮组结构的设计参考了扭力杆悬挂和摩托单摇臂悬挂，但进行了调整，以满足避震需求并具备可调节底盘高度的功能，这种设计使得车辆可以在不同的路况和工作场景中保持稳定性。当车辆进入越野模式时，轮组可以旋转，底盘升高，外侧护板升起，将轮胎完全暴露，从而获得较高的越野性能。这种切换功能增强了车辆在不同地形下的适应能力。

（3）应用场景的多样性

场景1：户外工作空间。在常规轴距状态下，用户可以调整座椅布局，将驾驶座向右横移，然后顺时针旋转，在车内创建稳定、安静的工作空间。右侧桌板预留缺口以容纳横向移动的座椅靠背。

场景2：升降观景平台。升降平台采用液压顶升，非使用状态下，液压杆及升降平台上缘与底盘持平，隐藏于底盘中。平台主体包含可旋转平台和支撑底座两部分，它们都是底盘的组成部分。在底盘分割线上进行二次分割，内部使用环形插销锁止。当升降平台举升时，插销解锁，底盘恢复可变轴距功能。

场景3：双床位户外生活。在拉伸轴距状态下，车内空间得以扩展。前、后底盘板块分离，产生了空缺空间。主驾驶座椅折叠变形后滑动至空缺处下沉，与后排座椅拼接形成单人床位。此操作也适用于右侧座椅，从而形成具有双床位的座舱空间，满足双人短期的户外生活需求，如父子共同出行的情境。

场景4：临时会客、商谈与娱乐。在拉伸轴距状态下，后排座椅顺时针旋转90 度，主驾驶位向右横移后再顺时针旋转，以创建前后两个独立的座舱空间。这种布局可为用户提供临时会客、商谈的空间，同时保护用户的隐私。此外，用户还可以调整主驾驶位的朝向，形成休闲娱乐影音空间。

这些应用场景充分考虑了用户的不同需求和情境，使车辆能够在各种工作和生活场景下提供支持。

教师评语：《Photographic stronghold 摄影据点——户外多功能移动座舱设计》是本田汽车赞助的校企合作项目。设计从细分的用户需求出发，探索更有趣的人车结合方式，让“车”不只是“车”，而是具有定制化可能性的生活空间。方案从体验研究到造型转化，所有的设计点都有据可循。很好地体现了“形式追随功能，功能追随体验”的理念。内饰布局具有创新性，模块化的组合方式设计合理，细节设计精致到位，色彩材质运用丰富且搭配和谐美观。外观整体大气，具有科技感，将功能和造型完美结合。整体设计符合Z 世代人群对新奇生活方式的探索需求，设计兼具前瞻性与落地性。——刘子豪

习近平总书记强调，坚持以人民为中心的创作导向。设计作为一种构建生活方式较有力的手段，已经浸润到衣、食、住、行的方方面面，未来的设计师要扎根人民、扎根生活，有责任服务于人民群众对高品质生活的需求。四川美术学院塑造“人民设计师”的教学理念，是设计教育识变应变的时代应答、是响应“人民对美好生活的向往”的教育应答、更是践行“为人民服务”的川美实践！