论仿生设计在产品设计当中的应用

摘 要：阐述了仿生设计的概念、方法和模型，分析了形态仿生设计的过程，指出形态仿生设计不是简单的机械模仿，而是在反复实践中的再创造，最终构成的形态与生物原型是神似而不完全的形似。通过仿生设计的产品形态，以其生物的自然形态，直接冲击人们的视觉，给人以更加直观、亲近、美好、可爱的感觉，特别是在重视环境保护的今天，产品的形态仿生设计显得尤为重要。

关键词：产品形态 仿生设计 形态仿生

仿生设计源于仿生学，仿生学是以模仿生物系统的原理来构造技术系统或使人造系统具有类似生物系统特征的门科学。它作为一门独立的学科是在本世纪60午代后期。仿生设计是设计创造的力法与技巧中最为直观的方法之一，仿生设计创作的源泉来自自然界的各种生物体。

一、仿生设计

仿生设计是模仿生物系统原理来建立技术系统的设计，因此，仿生设计不是纯生物学，而是把研究生物作为向生物体系索取技术设计的手段。每当发现一种生物奥秘，就可能变为一种新的设计，就可能给人类带来一种新的生活方式；仿生设计也不是纯技术设计，它是开创发展产品设计的新途径、新源泉、新方法、新思路。仿生不是原封不动的摹仿生物原型，而是以生物原型为依据，通过创造性思维，进行二次甚至多次创新来获得被设计的产品一一这就是产品中的仿生设计法。

二、产品形态中的仿生设计

在产品设计中，虽然仿生设计包括形态仿生设计、结构仿生设计、功能仿生设计、色彩仿生设计和材质仿生设计等。然而，通过形态仿生设计出的产品形态，以其生物的自然形态，直接冲击人们的视觉，给人以更加直观、亲近、美好、可爱的感觉。特别是在重视环境保护的今天，产品的形态仿生设计显得尤为重要。

形态仿生设计，是指将生物的形态设计成产品的形态特征，并进行必要的抽象、演变、提炼、升华，使形态既脱离了纯自然形，又保留了其形态实质，带有一种联想和暗示的感情表现。形态仿生设计的过程可分为4个阶段：

1、对生物形态原型进行研究，吸收其对技术要求有益的部分，得到一个生物模型。

2、将生物模型提供的资料进行数学分析，使其内在联系抽象化，并用数学语言把生物模型“翻译”成一般意义上的数学模型。

3、通过物质手段，根据数学模型制造出可在工程技术上进行试验的试验模型。

4、根据试验模型进行调整、完善，设计出产品模型。

即：生物原型一生物模型一数学模型一试验模型一产品模型。但要注意的是，形态仿生设计不是简单的机械模仿，而是在反复实践中的再创造，最终构成的形态与生物原型是神似而不是完全的形似。

三、产品形态中的仿生设计应用

（一）高速列车（车头）的形态仿生。随着列车的速度提高，其空气动力问题日益突出，原来平头的机车车头已不适应，取而代之的高速机车车头，需要有一个好的空气动力学外形。它不仅减少阻力、能耗，还要减少扰动接触网和受电弓。动车组机车头，它是对鲸鱼的形态仿生，具有理想的空气动力学性能，能够很好的解决高速下列车运行所产生的问题。

（二）汽车形态仿生。像甲壳虫形态的汽車已在20世纪30年代就出现了，而现在更多新款的汽车形态元素也来源于生物，特别是动物身上，而且这种趋势已经越来越普遍。利用海鸥展翅造型以及上下扑动的原理设计的汽车—鸥翼式汽车，该车的车门由传统的向外推式或前后推式，改为上下开合，既方便乘客上下车，又创造了全新的汽车造型。车门打开时，整车造型似一只展翅的海鸥，富有太空时代气息，给人一种全新、向上的感受。斜向扬起的车门如同海鸥展开的翅膀，用在高性能跑车上，不但突出了跑车的攻击性，更在某种意义上体现了“飞翔”的速度感。

（三）摩托车的形态仿生。当今摩托车设计的一个显著特点就是：既要满足产品的功能、结构设计，又要满足时代气息的造型设计。形态仿生设计就能够满足这种要求，因而赢得了设计者们的重视，也获得了消费者的青睐。

有些摩托车的形态设计犹如一只阉氰蓄势的猎豹，厚重结实的车身仿佛猛兽强健的肌肉，充满了力量。它不仅让人感到驾驶时风驰电掣的速度，还让使用者对产品安全、稳定的性能充满信心。还有些摩托车的形态设计成其他动物形态。雅马哈XJ650型摩托车，造型似一只奔跑的“兔子”。 2盏前车灯似兔子的2只大眼睛，手把像兔子的一对大耳朵，车身模拟了兔子柔和的身体。最为独特的是，雅马哈XJ650型摩托车利用线型的变化和色彩的表现并通过象征的手法，来表现兔子奔跑的身姿。

（四）IT产品的形态仿生。近年来，IT产品如雨后春笋不断涌现，一贯给人冷冰冰感觉的IT产品，经过精心策划和设计，时尚的味道愈来愈浓，除了在笔记本、数码中可以找到熟悉的珠宝元素外，借鉴于自然界动物灵感的仿生设计也流行起来，成为目前工业设计领域的潮流指标。

计算机使用已经普及化了，其中鼠标是不可缺少的外部设备。传统的鼠标是“老鼠”的形态仿生设计，许多人在生活中害怕老鼠，虽然并非真老鼠，但人们的心理还是不太舒服。新近，一种新的鼠标仿生形态设计开始出现。瓢虫外形鼠标，以自然界中瓢虫外形为原型，创造性的应用到鼠标设计上，使人感到鼠标在手中就象童年时期玩瓢虫一样，充满着童趣。

（五）日用品的形态仿生。与人接触最为密切的产品当数生活中的日用品。家用座椅是人们在家休息的用品。一种以孔雀为原型的孔雀椅，其靠背提取孔雀开屏时的形态，产品让人耳目一新。坐在这椅子上，人们会产生“心理”形态的孔雀形象，使人感觉自己正漫步在山林中，看见那步履轻盈的孔雀，展开那迷人屏羽。

四、总结

仿生设计作为产品设计的一种重要设计方法是很重要的。仿生思维是设计师在设计过程中的原创性设计意识，它能将设计师思维扩展开，从更多层次深入思考问题，无论人类社会发展到任何时期，自然生物始终类生存和发展依附的主体环境，生活环境中的“仿生”意义始终左右着人类生存的品质。这种设计思维可以帮助设计师充分发挥想象力，对工业设计的产品开发研究有积极作用；它将会为工业设计的发展带来生机与活力。

参考文献：

[1] 陈汗青，姚善良.仿生性创造思维与产品开发设计教学[D].江苏：无锡轻工大学 ，2001， 2

[2] 李研祖.造物之类——产品设计的艺术与文化[M].北京：中国人民大学出版社，2003

[3] 庞志成，陈世家.工业造型设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998.

作者简介：乔英军（1993-），男，聊城大学美术学院16级研究生，专业：艺术设计，研究方向：视觉传达。