关于现代工业设计中仿生设计与应用的研究

张海蓉

摘 要 仿生设计技术在现代工业设计中有着广泛的应用，包括有结构设计、功能性设计、色彩选择、美学以及仿生学等，仿生学的设计研究范围非常广，大自然是设计灵感的主要来源，我们不难从整个设计发展历程中看出仿生设计的独特价值。本文笔者就现代工业设计中仿生设计与应用相关问题展开探究。

关键词 现代工业设计;仿生技术;应用

展开针对工业设计中仿生设计与应用问题的探究能同时从理论角度和实践角度为现代工业产品设计的长期发展提供有价值的参考，一方面更加充分地让工业设计工作人员认识仿生设计，另一方面让客户不同的个性化需求通过更为先进的工业设计得到满足。

1仿生设计理念及价值

1.1 仿生设计理念

一直以来，人们在产品设计创造与设计方面的灵感都是基于仿生观念而产生的，从广义层面来看现代设计仿生学科的实质就是仿生设计。仿生学科本身的内容范围较广，不仅涉及材料和色彩，还涵盖了生物和人机等多学科领域的知识，目前被广泛应用的仿生设计并不是一种简单的复制和模仿，即从物理学层面或生物学层面对某个自然现象或某一物种的形态进行模仿，而是基于对研究对象细致整体的观察和分析来提取具有重要意义的部分，主要指的是有助于现代工业产品设计水平提升的价值性信息，以此为前提条件开展再创造研究，如此一来才能有效现存于产品设计中的问题，或者有针对性的增加现阶段适合设计产品的功能。

1.2 仿生设计的价值

凭空创造一件全新的作品是非常有难度的，而当我们换一种方式，参照自然界中现存的生物或事物现象，围绕现有的产品对其进行合理的改良，一方面降低了设计制造难度，另一方面也提升了产品实际功能与人们发展需求的匹配度[1]。第一，衡量产品合格与否的基本要素这就是产品结构与产品功能，结构过于复杂或者功能无用性都将直接影响产品的使用价值，深入挖掘自然界中的多形态和丰富的物种，为现代工业设计提供更多不一样的思路和方案修改策略;第二，就构成方式和生产模式而言，自然形态远比人类设计更为合理，所以在现代工业设计中融入仿生设计技术有助于创造更为合理的生产模式，实现产品产业链的优化。

2仿生设计在工业设计中的应用

2.1 功能结构仿生

功能结构仿生是基于对自然界中各种生物的功能与结构特征的研究，在提炼有用信息的基础上进行技术层面的模仿，达到优化产品使用方式，提升产品各方面性能的目的，最终让消费者获得更加优良的使用体验，产品在这整个过程中经历了“升级换代”。以日本新干线高速列车为例，在仿生设计中为了降低运行噪音，人们以翠鸟鸟喙和猫头鹰羽毛为原型进行产品设计，猫头鹰羽毛的排列形态犹如锯齿，在夜空中飞行时无声无息，人们就将猫头鹰羽毛排列的形态结构应用到了高铁电线的连接装置设计中;翠鸟的喙具能有效降低自身能量损耗，在列车前端设计部分模范相似的形状能最大化地避免列车在横穿隧道时发生音爆。

2.2 形态的仿生

设计师的设计理念最终会直观的通过产品形态体现出来，这也是设计师与产品使用者之间的沟通渠道，形态仿生设计十分符合当下提倡的绿色设计理念，这也是当下形态仿生技术广受青睐的一个主要原因。以菲利普斯为例，旗下有一款新型的外星人榨汁机就大胆地采用了形态仿生设计手法，产品造型奇特，融合了外星人头部以及昆虫长足的形态特征，这种新奇的造型能有效激发消费者联想，进而增强购买欲望。

2.3 材料肌理仿生

在深入研究生物肌理和结构的基础上运用人造材料模仿自然肌理，进而更好的发挥材料的功能与使用效果，这种方式就成为材料肌理仿生。以Speedo公司设计的鲨鱼皮泳衣为例，某位有名的游泳运动员就是穿着这款产品在悉尼奥运会上夺得了金牌;再比如自然界享有“出淤泥而不染”美誉的荷花，因为在荷叶表面有成排的小突起，水珠和尘埃在荷叶表面根本没有能够堆积的空间，类似肌理被有关设计人员广泛地应用到了绝缘器和服装面料的设计中，研发设计出了多种适用于不同生活场景具有自清洁功能的材料[2]。人类与自然之间的矛盾随着社会工业的发展越来越明显，现代工业设计作为一门致力于优化创新人们生活方式的学科，必须在充分尊重自然的基础上提取有价值的自然元素。

3现代工业设计应用仿生技术的策略

首先，确保自然与人文的融合。作为自然组成部分之一的工业产品在工业设计中必然要确保自然与人文的融合。现代工业设计不仅具有充分的工业性，还有自然和人文的属性，在应用仿生设计手段时要以自然为前提融入人文色彩，将自然性作为设计师设计产品的首要标准。对此，为了确保仿生设計手段使用的合理性，工业设计要同时具备人文和自然双重色彩。

其次，紧密联系美学内容。尽管工业设计工作的中心偏向工业，但在设计过程中对设计师的美学认知和应用能力有很高的要求，需要设计师具备一定的美学工地，储备了有关美学学科的知识。单从工业设计的角度来看美学，两者之间难以建立紧密联系，但基于生活的角度分析工业设计与美学关系，两者又有着千丝万缕的联系，为了保证产品最终形态的艺术性和美观性，在现代工业设计中应用仿生技术时有必要融合美学设计内容。

最后，巧用科学逻辑思维。相比传统民用设计，现代工业设计最大的不同在于其在设计过程中充分使用了科学逻辑思维，探索如何更好地融合仿生设计技术与艺术，以便更好地解决一直存在于工业设计中的障碍。与此同时，在现代工业设计中恰当地运用仿生技术能提升整个产品设计的科学性、功能性和逻辑性，科学逻辑思维的存在能有效确保产品设计各环节参数的缜密度，促进工业设计朝绿色、稳定的方向发展。

4结束语

总而言之，尽管现代工业设计与仿生设计属于完全不同的两个领域，但以恰当的方式结合应用有助于实现工业设计水平的全面提升。在现代工业设计中应用仿生设计手法能提升产品结构水平，同时让材料层面更好地满足产品使用者的实际需求，合理运用仿生设计手段，实现由内到外的整体设计，加快仿生设计在工业设计领域的发展。

参考文献

[1] 严婷婷，秦旭光.形态仿生设计在轨道车辆工业设计中的应用[J].内燃机与配件，2018（7）：234-235.

[2] 朱金濛.浅谈工业设计中仿生设计的应用[J].明日风尚，2018 （5）：68.