仿生学在家具设计中的应用研究

□潘质洪 中山职业技术学院

一、仿生设计在家具设计中的意义

人的创造性思维方式通过对大自然中形态、物质及色彩的模仿，从而启发人类的智慧和创造力。我们的祖先很早就提出了和谐、共生、天人合一的哲学思想，倡导尊重自然。在艺术设计的创造活动中，强调人与自然，设计作品与自然生态之间的协调与共生，这正是海德格尔推崇的人诗意地栖居大地的理念[1]。

德国著名的工业设计师路易吉·科拉尼就是仿生设计理论的倡导者和实践者，呼吁人类社会与大自然相谐调的设计观念，具有典型的意义。在漫长的历史长河中，人对大自然中生物的认识逐步加深，由整体到局部、由表及里、由宏观到微观。人类对自然界生物形态、结构的研究都有深刻的认识。设计师的设计视野、思维能力、想象力和创造力都获得了充足的养分。仿生设计作为家具创新设计的方法之一，综合了“生态学”“仿生学”等相关学科的概念和研究成果，以家具设计的形态研究为基础，以家具设计创新思维和观念为指导，已经发展成为家具设计与自然生态的和谐关系，提升家具作为生活器皿的艺术性及自然生活的情趣[2]。

自然界生物千姿百态、奇妙无穷， “形”“色”“肌理”“ 结构”“功能”“美感”“象征意念”，为仿生设计提供了丰富的素材。设计师通过对自然界生物”的模仿及研究，为设计打开了新的思路、新的艺术处理手法。现代家具中采取仿生物情趣设计，不仅可以满足消费者的好奇心，也满足了人类了解世界上生物形态的欲望，丰富了家具造型形态设计的趣味性与情感意境的表达，赋予了家具新颖、个性化的设计，人性化的特征，把自然生物形态融入现代家具设计，阐述家具的形态美[3]。

二、仿生设计方法

家具仿生设计，首先要根据商品家具设计的目标、任务进行家具相关性基础研究，或者从发现生物特性筛选家具的设计元素，然后对选中的元素进行分析、总结和提炼，综合得出相关概念和设计依据。在设计过程中，通过列举法、假想构成法、设问法等思维方法，进行广泛的类比、仿真和模拟的仿生形态设计研究，同时引入仿生的概念和应用科学技术和知识，并融合商品信息，有计划、有目的地进行设计创新[4]。其具体方法如下。

（一）仿生形态设计

形态仿生是以人类美学为出发点，通过对生物体形态的模仿，使家具形态形象生动、有趣，愉悦人的视觉感受；或者提取生物的符号并加以演变，提炼成家具艺术形态的意念。其中包括动物、植物、微生物、人类等对寻找产品形态的突破与创新点，如图1所示。

图1 仿生形态设计

以前，家具产品都是抽象几何形态模仿建筑造型，但是，如果将自然生命形态融入家具设计中，原来的几何线条将逐渐演变为柔和圆润、厚重饱满的有生命的线条，产品被赋予了“动”的神态，使“动”的魅力在家具设计中得到酣畅淋漓的表现。而且，仿生设计有利于突出产品的个性，“个性化”讲求的就是别出心裁。为了追求特殊性，人们纷纷追求起不一样的产品。

家具产业是一个时尚产业，人们希望产品传递的不是一种只为满足人的生活用具，而是热烈温情的感性之美。所以，在家具造型上更多的是通过运用仿生手法，赋予家具生命力。大量充满感性色彩和想象力的仿生家具在琳琅满目的市场份额中脱颖而出，令人无法抗拒。而且，生物机体的形态、结构、自然美，给人一种意识形态的活力，唤起人们对美好生活的向往与追求，而人与自然融合、亲近，能够消除对立的心理不安，给人以幸福与满足之感。所以，从动态、个性、互动等方面，仿生设计都能够提升家具产品的魅力。

（二）仿生物表面肌理与质感的设计

自然界中万事万物的组合表现得极其和谐与统一，一些斑斓物象本身就映衬着色彩、肌理、材质的对比与调和关系，如图2所示。这种对比是附着在表面上的细腻质感的效果，设计师根据生物学表皮特性，使用特定的工艺，可以像天然纹理的质感，在家具中阐释十足的自然之风和人情味。家具饰面效果越来越注重生物机理、材质效果，以提升家具的亮点，如常用材料斑马木或乌金木，或云母片、草编等。大自然中所有的有机材料都能成为家具设计的装饰手法。许多事实说明仿生学是发展新技术的金钥匙，是设计创新的源泉。触觉或视觉表现是感官的生命，触及深层意义，通过生物机制的表面和纹理设计创造的感觉，增强仿生形态的功能意义和生命力，如图3和图4所示。

图2 仿生设计图

图3 仿生家具1

（三）仿生结构设计

仿生结构是指在力学范围内，从内部结构原理出发，从内到外结构特征的认知，通过对生物体的受力特征和排列特征的分析，对家具结构和构件进行重组，从而达到节约木质材料的目的[5]。

自然界中有许多令人惊奇的空间结构，如蛋壳和海螺，它们是薄壳结构。蜂窝是一种空间网格结构。蜘蛛网是一种绳网。人们从奇怪的生物结构和纹理中得到许多灵感，如蜂窝状由排列有序的六棱柱蜂窝的形状组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些菱形结构和锐角完全相同，是最节省材料的结构，常用于面板填充来代替实木材料的厚重及成本，同时有极大的承受能力，蜂窝纸正是模仿蜂槽的表面机理形成的结构。类似家具如图4所示。

图4 仿生家具2

（四）仿生物色彩设计

自然界中生物的色彩五彩缤纷、丰富多样，富有活力与情趣特征。色彩仿生设计模拟大自然中所蕴藏的奇异美妙的色彩搭配，将其提炼、加工应用于设计的方法。例如，自然中日月星辰、蓝天白云、山河湖海、花鸟鱼虫、春华秋实、春夏秋冬，以及植物随四季的变化所呈现的千万种色彩变化，都为设计提供了取之不尽，用之不绝的天然素材。例如，儿童家具设计用色恰当，可以培养孩子的自主性，激发他们的潜能；充足的照明颜色可以使房间温暖和安全，有助于消除对儿童的恐惧；柔软、自然的颜色，能创造舒适的睡眠环境；明亮、活泼的家具色调，设计或小摆设的变化，有助于增加孩子想象的空间。例如，人们用红色来表达温暖、愉悦和快乐的情绪，红色表示积极、革命、血腥、危险、恐怖和其他抽象意义。在色彩仿生设计中，人们不仅使用自然图形和色彩，而且强调一种色彩意境和一种自然语言的传递。俄罗斯画家列宾曾经说过：“色彩即思想”，古今中外一切优秀的艺术家都懂得并善于“以色传神、以色抒情、以色写意”，优秀的设计师将颜色作为一种视觉传达语言，一种信息，一种符号和某种象征性应用于家具，如图5所示。

结 语

伟大的造物主大自然，为我们造就了无以计数的生物，我们要敢于去挖掘生物的自然美，总结自然美的规律，美的形式法则，美的个性特征，为现代家具设计提供新的设计思路、素材、表现手法，以满足人们对自然美、个性美、人性空间环境的追求。

人类对自然和生物学的模仿显示了其对自然和生物的崇拜。在自然界和生物结构中，功能、形状、色彩等完美的结构吸引了人类探索寻找，我们相信在仿生设计思想的指导下，艺术与设计为我们的创新设计、新理论和新方法提供新思路。受自然和生物的启发，艺术设计理念的结合必将创造出更多更好的原创艺术设计作品。

图5 仿生物色彩设计