基于仿生设计法的果树概念喷药器造型设计实践与探索

董婉婷 金小婧

摘 要：目的：通过对传统果树喷药器的造型研究，从设计学视角出发将产品设计中的仿生设计法运用到果树喷药器的造型设计中，跨学科跨领域的结合并产生不一样的火花。方法：文章对现有主要的的果树喷药方式进行研究，抓住痛点，提出概念理念，重点运用仿生设计法，通过元素的提取、演变等方式进行设计。结果：根据相关文献的调查，从仿生设计法的“形”、“色”、“道”三个角度出发对果树概念喷药器的造型设计进行探索，并设计出MORII—果树概念喷药器。

关键词：仿生设计法;果树;喷药器;产品设计;智能

随着社会的快速发展，人们对“美”的产品需求越来越高，很多用户认为“美”的产品普遍是无用的，空有外表，然后将艺术设计的审美手法运用到农学的技术工作里，也是一种不同学科的跨界，碰撞出不一样的火花，果树打药机作为农业人员常用的工作设备工具，功能效果强大，但是产品的颜值较为落后。仿生设计产品设计中的设计方法之一，它将大自然完美地融入到人们的生活中，寻求人—机—环境系统三者之间的关系，现将仿生设计法运用到果树打药机的造型设计中，从而在“仿生设计”和“果树概念喷药器设计”中寻求一种新的关系。

一、仿生设计法理念

我国的仿生设计学起步较晚，20世纪六七十年代才开始在很多工科學院开设仿生学科。1978年我国改革开放之处提出“科技是第一生产力”，并将其作为发展国民经济的首要任务之一，从此科技开发受到高度重视，仿生技术会转化为生产力的力度得到了加强，我国仿生设计的发展也是这场新时代科技革命的受益者。[1]

仿生设计是模拟自然及生物系统的结构、功能、形态、色彩等特征，进行创造性的设计。从物质现象层出发，仿生设计的类型可以分为造型仿生设计、色彩仿生设计、肌理仿生设计、功能仿生设计、结构仿生设计等，从精神内核层出发又分为情感仿生设计、趣味仿生设计、直觉仿生设计等类型，仿生设计从仿生学中吸取了大量的养分，将其方法、技术、精神应用到了设计领域。仿生设计主要是仿生学和艺术设计相融合的边缘性交叉学科，主要是研究材质、形态、色彩、声音、知觉、功能、结构、肌理等方面。仿生设计坚持了人—自然—科技之间的平衡，在自然科学领域、社会科学领域、艺术设计领域都产生了非常多的创造性产品。[2]

仿生设计对自然对象的借鉴，是一种综合、交叉、理性化整合自然生物资源的结果，是具有一定的自然美学的价值，运用借用、解构、参照的对象本身就是一个没得产物。因此，仿生设计的产品就是承载了自然生物美学价值的结晶，在这个过程中，创造了实用和审美的物质生活、精神理想和情感指向。

二、果树喷药器的造型研究

目前果园里对驱虫打药的方式主要以人工身背打药器进行喷雾治理或手提式喷雾器等多种人力备不同类型的驱虫打药方式。这种方式相对方便，但是效率较低，而且传统的手持打药器只注重功能的使用，而不在乎形态，外观质量上也较为廉价。人工喷药方式具有简单轻便，适合个人操作。人工喷药方式主要有三种，一是手动按压，劳动强度大;二是高压气瓶加压，成本高，多用于短时间科研喷雾使用;三是电动加压，具有环保和省力的特点[3].如题1。分析了解传统的人工手持喷药器的通用造型，具体包括桶身、手柄、喷头、伸缩喷杆等部分的构造类别，传统的喷药器喷洒机的功能构造主要包括药箱底部与辊轴相连接，药箱的上端设有装药口，在装药口正下方的药箱内设置有2个直径不一样的带漏药孔的分药板，分药板主要用于当当将粉剂农药装入药箱时，通过加水，分药板起到将水和粉剂进行融合，并且有一定的缓和作用。[4]

传统的果树喷药器单纯的注重产品的功能，忽视外观造型的设计，缺少美学研究，在产品设计中，“形式追随功能”一直是产品设计的理念，以用户为中心的产品易用性理念充分提高产品的宽容度，优化产品构造，提升产品美学意识。让农学产业设备跨界融入产品设计思维与艺术审美，从而产生更多的可能性。

三、基于仿生设计法的果树概念喷药器造型创新设计

从中国文化传统中天人合一，心物交融的自然观出发，从西方现象道本追的哲学观角度，仿生设计从形式到内涵、从器到道、从象到意都延伸了人与自然的亲密关系。仿生设计法以自然为出发点，并不是造成过度设计、违反认知规律的古怪设计、为仿生而仿生等矫揉造作的作品，而是要充分考虑人工产品的实际特点和消费者的客观需求，强调师法自然的“度”和“效”。

（一）“形”以自然

形态仿生设计法主要是将自然生物对象表面形态特征的局部或整体的优质特征应用到产品的造型上，让人们按照视觉习惯产生自然的联想，从而获得近似自然外形的美感、趣味感、舒适感。在形态造型初步方案中选取自然界的鸟和蝎子的外形元素分别进行初期设计演变如图2，通过选取最终确定选择自然界生物蝎子为果树智能喷药器造型形态元素如图3。

（二）“色”以语义

在产品设计中色彩感受是尤为重要的，遵循产品设计色彩运用的明确性原则、易用化原则、以及创新性原则，色彩配色越复杂，就越容易使人产生视觉疲劳的情况，无法注意产品重点，而色彩搭配越简洁，就越能使人获得更好的视觉体验。合理地突破传统式的色彩搭配理念，创新色彩搭配方法，打造产品的整体视觉效果[5]。

果树智能农药机选择白色为主要颜色，重点显示部位以搭配红色为主，白色作为智能产品的主流配色彰显高级感，干净清爽的搭配让整个产品耳目一新，并在在果园的密集环境下显得特别的耀眼。如图4

（三）“用”以有道

设计产品作为人工造物，其物质属性对应的概念是“器”，其精神属性、文化内涵对应的概念是“道”，仿生设计产品就是为了创造亲近自然、充满人性味道的产品，致用利人。功能追随需求并以用户为中心一直以来都是产品设计的核心理念，任何一款首先应当满足人们的需求，有一定解决问题的价值，传统的果树喷药大多都依靠人力或者大型的喷洒机器，而在互联网时代下，智能类产品因此可以代替人力给果树喷农药，此款MORII—果树概念喷药器主要定位于解放人力，自动巡视果园并进行低段区域的精准喷洒农药，体态小巧可穿梭在果园的复杂地形中。如图5

图5 MORII—果树概念喷药器

四、结语

仿生设计以仿生学的研究为基础，是仿生学知识在设计领域的一种实践。以自然生物为创造源泉，有意识的将生物科学、技术、方法应用到人工造物对象上，增加了人与物、人与自然、物与自然之间的亲近感，实现人类社会生产、生活与大自然的融合。

而艺术与科技的跨学科融合意味着立足现实。在现实的语境中，实际生活所面临的问题呈现综合性，没有一个现实的情境是独自存在的，独立的学科无法解决一个具有复杂因素的现实情境。因此跨学科跨思维模式的碰撞是未来的趋势，充分利用各自专业的优势共同创造出新的可能。

参考文献：

[1] 蔡江宁，王金玲.仿生设计研究[M].中国建筑工业出版社.2013.6.12-14.

[2] 刘蒿雪.仿生设计法应用于产品造型设计中的作用研究[J].产业科技创新.2020.2（21）.13-14.

[3] 张梅，Daniel K. Fisher，马伟.温室智能装备系列之九十六—新型背负式电动喷药机的设计[J].农业工程技术.

2017，37（25）.41-42.

[4] 邓玉梅.一种新型能要喷洒机的设计研究[J].长江大学学报（自然学科版）.2017年3月，第14卷.第6期.67-68.

[5] 黄蒙.色彩构成和视觉心理在产品设计中的运用[J].艺术大观.2021（15）.41-42.