基于仿生原理的坐具设计初探

2016-01-29 12:34StudyonSeatingDesignBasedonBiomimicry

家具与室内装饰 2015年5期

关键词：仿生原理设计

Study on Seating Design Based on Biomimicry

■谌锴1戴向东2Chen Kai1& Dai Xiangdong2

(1.2.中南林业科技大学家具与艺术设计学院，湖南长沙 410004）

基于仿生原理的坐具设计初探

Study on Seating Design Based on Biomimicry

■谌锴1戴向东2Chen Kai1& Dai Xiangdong2

(1.2.中南林业科技大学家具与艺术设计学院，湖南长沙 410004）

摘要：设计对于家具产业的影响人们早已有目共睹，仿生设计是一种另辟蹊径的设计方法，坐具是最常见的一类家具，笔者以仿生原理为切入点，对坐具仿生设计的基本特征、仿生原理、设计原则进行了探析。

关键词：坐具；设计；仿生；原理

中图分类号：TS665.2

文献标识码：�A

文章编号::1006-8260(2015)05-0032-02

基金项目:2012湖南省林业科技项目

Abstract:Abstrraacctt::It’s obvious that design impacted deeply on furniture industry.While bionic design is another new way to design seating,the commonest furniture.The author fi rstly introduced the biomimicry and analyzed the basic attributes,concept and disciplines of bionic design in seating.

KeyWoorrddss::Seats; Design; Bionic; Theories

随着人类两次工业革命的完成，整个世界的经济有了显著的提升，人们在满足了物质生活的基础上，更希望使用一些能够带来较好的精神感受的产品。家具作为一种生活器具，是人们生活中不可缺少的一部分。如今对于家具的设计不仅需要提高家具的文化内涵和品质，更应该带给人们愉悦，缓解人们生活的压力。仿生设计是一种另辟蹊径的设计方法，当设计师苦于缺乏设计灵感时，可以通过变换思维，从大自然这个无穷宝库中寻找灵感。方法。通过将仿生设计具体应用到某一件坐具的设计构思中，采用合适的仿生手法，利用仿生原理将坐具的结构，功能，或者造型进行仿生设计时，仿生设计就成为了一种设计方法。

1 仿生设计

仿生设计学是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，是指模拟生物系统的某些原理，在理解的基础上将这些原理运用于人们日常生活的设计工作中[1]。

仿生设计是人类对自然生命外在形态和内在功能创造性地模拟和应用的过程[2]。其范畴包括仿生学中强调用来构造技术系统的仿生原理和设计学中强调实用的、美的造型计划。仿生设计研究生物系统中自然物优异的造型形态、功能结构等生物形态特征及构成原理，并选择性地将其运用于人类的设计工作中[3]。

对于仿生设计究竟是一种设计方法还是一种设计理念，在学术界有不同的表述。辞海中对于方法的定义则是关于解决思想、说话、行动等问题的门路、程序等；对于理念的定义是思想，观念[4]。经过全面系统地对比可知，更多的文献把仿生设计作为一种设计方法。然而本文认为，从宏观上而言，仿生设计是一种设计理念。对于某一类利用仿生原理已经设计完成的坐具产品，这类家具产品传达了一种生态，健康，自然，富有人情味等仿生特性的设计思想，即仿生设计的设计理念。从微观上而言，仿生设计是一种设计

2 坐具的仿生设计

坐具包括椅、凳、沙发等。坐具的仿生设计是将现实存在的自然物形态或功能特点进行提炼，在理解的基础上将其运用到坐具设计中的产品。

2.1 仿生坐具的基本特征

坐具作为一类最常见的家具，它的使用范围极广，使用量也很大。在日常生活中，人们不管走到哪里，每天都需要在休息或工作等日常活动中借助于坐具来承受自身的重力。同时，坐具有着不同于其他家具功能类型的特征，它的构造可以很简单和多样，可进行设计的空间很大，不像床等家具类型由于本身的功能特征所限，基本造型形式是拘泥于几种固定的形态，可进行设计的空间不大。

正因为坐具本身存在这些特征，家具设计师在对坐具进行仿生设计时具有较大的设计空间。国内外家具设计史上很多仿生家具设计作品都是以坐具的形式呈现的，这跟坐具这种家具类型较大的可设计空间是分不开的，坐具相比比其他家具类型更适合进行仿生设计。

仿生坐具具有区别于常规坐具的一些基本特征：通常仿生坐具外观造型自然流畅，充满生机，富有人情味；部分仿生坐具结构合理巧妙，省工省料。

2.2 坐具设计的仿生原理

仿生坐具设计的仿生原理表现形式大致可以分为三类：一类是基于自然物造型的仿生原理；另一类是基于自然物结构或功能的仿生原理；第三类是基于自然物材料的仿生原理。

（1）基于自然物造型的仿生原理

这类原理主要是通过在坐具设计过程中具象或抽象地对自然物的一些本身具有较高美学价值的自然形态进行整体或局部模仿来实现坐具的造型设计。通过这样一个仿生设计的过程可以将自然的美进行传播，满足坐具设计中人们的审美心态。

基于自然物造型的设计原理而设计的仿生坐具有很多。例如：丹麦设计大师阿洛•雅克布松设计的天鹅椅（图1），在扶手和靠背的造型设计中运用了仿生原理，其设计的原型就是基于天鹅这种动物微微张开翅膀行走时优雅的形态，对其优雅的形态特点进行提炼，运用于坐具的设计中，从而造就了天鹅椅这把椅子优雅而自然的美感；同样是丹麦的设计大师汉斯•瓦格纳设计的孔雀椅（图2），在靠背的造型设计中运用了仿生原理，其设计的原型是基于孔雀开屏时美丽的尾屏造型，对其美丽的造型特点进行提炼，运用于坐具的设计中，从而造就了孔雀椅这种椅子美丽而自然的美感。

基于自然物造型的仿生原理进行坐具设计是指不以解决坐具力学结构，功能等问题为目的而是单纯地对自然物的整体造型或局部造型进行具象模仿或抽象模仿，将自然物的造型原理成功运用于坐具设计中，从而实现仿生坐具的造型设计，这种造型设计所追求的是一种自然的美感。

（2）基于自然物结构或功能的仿生原理

这类原理与仿生学的发展息息相关，通过将仿生学中的原理运用于坐具设计中来实现坐具的功能、造型等设计需求。这类原理的表现形式主要有：海星脚结构；壳体结构；蜂窝结构；脊椎骨结构；充气和充水结构；人体工程学等。由于目前坐具的功能主要是作为供人休息和工作时承受人体重力的生活器具，一般没有其他特

别的功能。因此，基于自然物功能的设计原理不常见。

基于自然物结构、功能的仿生原理进行坐具设计是指以仿生学中的原理作为前提，在坐具设计中解决坐具的一些力学结构、功能问题，顺便通过自然物的这种能够实现仿生坐具的一些力学结构，功能问题的合理存在的结构的造型形态实现仿生坐具的造型设计。

（3）基于自然物材料的仿生原理

这类原理是利用本身具有某些物理、化学属性和造型效果的自然物材料作为制作材料来完成对坐具的结构、功能和造型设计。将自然材料直接或通过一定的加工处理间接运用于坐具设计中的形式利用了生物系统中自身材料的结构原理，造型原理，这是一类特殊的仿生原理。自然材料是来自于自然的创造，人类利用这种自然创造的产物进行坐具设计的过程是仿生设计的体现。利用自然材料设计的坐具往往充满生机，富有生命力。这种坐具本身的亲和力以及带给人们的人文关怀，与利用人工材料（金属、塑料等）设计的坐具相比，有着本质上的差异。这也是为何自然材料从古就有，长盛不衰的原因，自然材料传递着一种仿生的设计理念，时刻提醒人们感恩自然，关爱自然，实现人与自然和谐相处的长远生存理念[5]。

利用仿生原理的这种特殊形式设计的坐具使用非常广泛，并取得了很好的效果。明式家具是我国传统家具发展的巅峰。明式家具的制作材料就大量使用了各种优美的木材，这些木材纹理、色泽都非常美观。明式家具之所以能达到我国家具的巅峰，虽然有赖于当时的社会环境和家具工艺水平，但是自然材料的独特魅力也为明式家具的外观增添了许多光彩[6]。例如：德国现代建筑大师密斯•凡德罗在1929年设计的巴塞罗那椅（图3）。巴塞罗那椅的制作材料是不锈钢和皮革的搭配，冷酷的人工材料与源于自然生物的皮革的组合运用取得了很好的效果。皮革本身的物理、化学属性和肌理效果带给人们温暖的感觉，中和了不锈钢的冷酷并衬托出了不锈钢的力度感。使得整件坐具充满了生命力，大气而不冷酷。皮革制作的坐垫和靠背传递了仿生设计的理念，给予了人们足够的人文关怀[7]。

利用自然物或通过适当加工处理之后的自然物作为材料进行坐具设计是一种运用非常广泛的设计手法。这类坐具与利用纯人工材料制作的坐具相比，它所透露出来的自然气息，以及给予人们的人文关怀是后者所不具备的。因此，这类坐具有着独特的魅力。如果用一种区别于单纯利用人工材料所设计的坐具的方式来欣赏这类坐具，会发现这类坐具传达了一种仿生设计的理念。

2.3 坐具仿生设计的原则

仿生坐具与常规坐具存在着一定的差别，它本身具有活泼、有趣、省工省料、造型流畅等特点。因此在设计过程中，应该遵循如下原则。

（1）活泼性

常规坐具的基本形态特征通常是中规中矩的，单纯的造型与功能的结合，本身是呆板的，没有活力的。而仿生坐具的设计来源于生物界，会带有某种生物的某些特征，这样的坐具会显得充满生机，给人一种活泼有趣的心理感受（图4）。

（2）经济性

仿生坐具是通过模仿生物系统中的自然物的某些特征而设计的。然而，自然物的形态和结构等特征丰富多样，形态各异。有时模仿生物原型的某些复杂的形态或结构等特征可能会产生高昂的成本，那么这样的仿生坐具与仿生坐具省工省料、合理高效的特点是相悖的。仿生坐具的设计应该坚持经济性原则，在仿生设计的过程中注意控制成本（图5）。

（3）可塑性

仿生坐具本身是基于生物系统中自然物的某些特征而设计的，而生物系统中自然物的形态特征千姿百态，结构特征复杂多样。要满足生物系统中自然物形态或结构的丰富多样性，通常仿生坐具的制作材料需要有较强的可塑性，从而确保仿生坐具具有较高的可塑性来满足丰富多样的仿生原型（图5）。

（4）适度性

在仿生坐具设计的过程中，需要将自然物的形态特征进行提炼并运用于坐具设计中，在提炼生物特征的过程中，需要对形态进行一定的简化，对过于夸张和复杂的色彩组合形式进行一定的弱化，并将结构或功能性的原理在理解的基础上运用于坐具设计中。在这个提炼过程中，需要寻找到仿生原型与仿生坐具之间的平衡点，使仿生坐具既能准确体现出仿生原型的某些特征，又能保持一个优美的造型，而不至于为了对坐具进行仿生设计，而对其强加上某些生物特征[8]。