产品仿生形态设计研究综述

姜熙煜+麦月晴+汤汪艳+张心馨

摘要：通过对国内外文献的分析， 综述总结了仿生设计的理念、设计特征、应用原则和趋势。通过分析仿生设计研究理论与实践，仿生形态设计正日益成为产品造型设计发展上的一个流行趋势。

关键词：仿生设计；形态设计；产品应用

一、仿生设计的理念研究

仿生设计学作为一门新兴边缘学科是在仿生学和设计学的基础上发展起来的，也称为设计仿生学（DesignBionics），将生物系统某些原理进行整理、分析、再提炼进行实验性模拟的一种新的设计思维方法。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。[1]

二、仿生设计研究现状

最古老的仿生设计可以追溯到春秋时期，巧匠鲁班以边缘上长有许多小齿的茅草为灵感发明了木工用的锯子。文艺复兴时期，莱奥纳多·达·芬奇（LeonardodaVinci）凭借机械技术基础，仿造鸟翼设计飞行器。法国科学家夏尔多内（C.H.deChardonnet）研究蚕病起因，成功在硝酸纤维素制提取人造丝。诸如此类的实例都说明了人类在很早时期就有一些出色的仿生设计。[2]

而近现代史上，人们已不局限满足产品的物质功能，更多地开始关注和追求产品深层内涵。产品语义学的概念在1984年被正式提出，并由美国工业设计师协会（IDSA）举办的“产品语义研讨会”定义，是研究人造物的形态在使用情景中的象征特征并将此应用到设计中。[3]此外产品采用仿生设计的一个重要的原因是要利用所模仿的对象来表达一定的信息。信息传达准确性是仿生设计产品的基本设计要求，形态背后所包含的信息，如产品的功能语义信息、提示性语义信息、象征联想性语义信息、情感趣味性语义信息等。都与所仿生的对象的选取以及对象特征的侧重点选择密切相关，产品的个性特质由此唤起的复杂心理感受，传达出的“意义”成为产品设计的重要因素。而目前形态仿生设计己经成为产品形态设计的必然选择，随着科技等新型材料的应用和发展，产品形态仿生设计技术正在飞跃发展。

三、产品形态仿生设计特征

产品形态仿生设计的三个基本特征：实用性、科学性和艺术性。使这三者紧密结合尤为重要，关键是找到生物原型和产品之间的特定联系，运用各种创新思维方法和手法反映产品内在的结构、动力、速度等属性和特质。其次按照各种不同的尺度标准，维度来看可分为平面形态和立体形态，生物所属种类上可分为植物和动物，生物形态的取舍上可分为整体形态和局部形态。

例如儿童家具类型的仿生设计产品，家具除了需要有“玩具化”的特质，同时它也是认知力的担当。以生物完美形态和结构为强有力的思路，色彩仿生中生物鲜艳的色彩可以促进儿童脑部发育，从而提高智力。而形态仿生的亲和力和文化内涵增强了儿童与自然之间的沟通与联系。满足儿童情感化和趣味心里[4]。不仅是儿童，其实任何人都需要有补偿性的高情感。尤其随着现代化进程的加快，这种对自然向往补偿的情感会更加强烈，使人感到幸福和满足。

四、应用原则的研究

艺术仿生设计思想在中国古代就有体现，如孔子主张“文质兼备”，认为“质胜文则野，文胜质则史”，即要求形式和内容的统一。这点很具前瞻性，强調形式与内容的统一和现代设计中主张的“形式追随功能，形式与功能完美统一”等不谋而合。《老子》“道生一，一生二，二生三，三生万物。”老子认为天下万物都是由道中产生的，而道则是本乎自然的，也就是师承自然，有规律性可循的。这种效法自然的方法和探寻自然规律所在的观点和仿生设计观点是相似的。除了上述的应用原则之外，郑刚强在《“仿而超之”——游艇仿生系统设计原理及应用研究》中有归纳：以“仿-鉴-创-超”的设计创新流程体现出“借鉴而后超越”的系统仿生理念和原则。[5]王兴元提出了仿生创新的七大原则，他的原则主张优先考虑原则、需求导向原则、系统化原则、环境适应原则、近似理想原则、生物极限组合原则、多学科交叉原则和科学管理原则，建立了仿生创新策略模型。[6]

上述的原则来自不同作者的见解，互补渐进，更是随着时代发展的变化符合产品设计的内涵同时满足其美学价值。相同性体现在设计内涵，其次还体现在跨界的综合性，科学、技术、艺术、经济融合的产品形态设计。最后相同性还体现在约束性上面，产品形态仿生设计是在科学技术、社会、经济、文化、艺术、资源、价值观等的约束下。

五、产品仿生设计未来发展前景趋势研究

方向一，未来仿生设计更着眼于生态系统、互联网系统整体的关系。方向二，产品形态仿生设计是功能多样化的美学效应、行为心理化的美学效应、价值个性化的美学效应三者的统一。艺术仿生设计不仅实现了工程技术和工业审美设计辩证的对立统一，更是人的生理、心理和审美的素质功能构成组合。方向三，随着仿生材料合成领域研究新进展说明，材料的发展趋势是复合化、智能化、能动化、环境化不断发展。科学变革时代会极大地促进未来仿生设计的发展。方向四，基于计算机技术的产品形态仿生设计将会成为产品形态仿生设计的必由之路。在仿生拟态化视角的引导下，将仿生学、3D打印技术、生物化学技术相连接，探究生命复杂永恒的奥秘，完成材料技术价值与创新想象力的高度融合，以更积极的姿态创造产品设计可持续发展的“新常态”。

六、结语

综上所述，产品仿生形态设计是设计者表达的一种途径，是吸引消费者的沟通之桥。在注重环保、生活品质和个性的今天，产品仿生有着强大的生命力。展望今后的发展，是处于一个各种自然科学高度与艺术综合的互相交渗的科技互联网时代，同时为仿生设计提供更多创新途径和方法。

【参考文献】

[1]于帆.仿生设计的理念与趋势[J].装饰，2013（04）：25-27.

[2]戴吾三.发明史上的仿生设计[J].装饰，2013（04）：12-15.

[3]高力群.从语义层面透析产品仿生设计[D].苏州大学，2006.

[4]杨海生.基于海洋生物仿生学的儿童产品设计研究[J].大众文艺，2013（01）：90-91.

[5]郑刚强.“仿而超之”——游艇仿生系统设计原理及应用研究[J].装饰，2013（04）：93-94.

[6]王兴元.仿生创新机理、原则及策略途径研究[J].科技进步与对策，2010（17）：1-5.

[7]吴翔.产品系统设计[M].北京：中国轻工业出版社，2000.

[8]张文毓.新型仿生材料的研究进展[J].传感器世界，2009（06）：6-9.

[9]李文嘉.仿生学拟态化视角下的3D打印产品创新设计研究[J].艺术设计研究，2015（01）：88-91.

作者简介：姜熙煜（1993.04-），女，汉族，湖南株洲人，中国美术学院在读硕士研究生。研究方向：文创产品创新设计研究。