仿生设计在陶瓷产品设计中的应用研究

康毅　陈鹤

摘 要：仿生设计是一种全新的设计思路与方法。运用理论与案例相结合的方法，从仿生设计的角度探讨陶瓷产品的设计与开发，通过肌理仿生、形态仿生、结构仿生、功能性仿生等几个方面探讨仿生设计在陶瓷产品设计中的应用价值。研究发现，仿生设计介入到陶瓷产品设计中，能启发设计师的思考，更好地体现陶瓷产品的个性与趣味。

关键词：陶瓷设计；仿生；自然形态

陶瓷产品具有耐高温、耐腐蚀、卫生、清洁等特点，是人们生活中常用的一种器具。陶瓷产品既要满足人们的功能要求，又要反映出人们日常生活中的审美要求和个性要求。因此，必须对陶瓷产品进行设计，使之能符合时代和设计的要求，以满足人们物质和精神需求的不断提高。将仿生设计引入到陶瓷产品的设计中，是一种有益的发展方向。

1 陶瓷仿生设计的价值与基本特点

随着社会的发展，人们越来越重视陶瓷产品的设计内涵。仿生设计是一种能够启发设计师设计思想的方法，它能激发设计师的创造性，从而设计出富有时代气息的陶瓷产品。因此，在陶瓷产品设计中应用仿生设计提升内涵成为了陶瓷产品设计的重要方式。当今社会，和谐的理念体现在产品的设计上，将仿生设计应用到陶瓷产品的设计中，可为陶瓷产品设计提供新的思路。

陶瓷的仿生特性可分为两种，一种是具象的，一种是抽象的。具象的表现形态有功能与审美的结合、商品化与艺术的结合等；抽象形态主要有形态高度的简化和概括性、形态丰富的多义性和破坏性、功能性和审美性的结合等。

“实用”是陶瓷在日常生活中所包含的目的性。美学是人类在创造过程中，通过自身的创造，通过与周边环境的美学联系，来理解身边的现实特征。陶瓷审美具有其独特之处，审美不仅是艺术表达的方式，更是其目标。尽管陶瓷艺术是一种商品化的艺术，但它的美学作用是通过自身的艺术意象来美化人们的生活，培育人们的审美情趣和情感，使它在具象形式上的仿生中也有了某种艺术性。在对形体的研究中，设计师有意无意地将形体的内力运动变化视为生命的活力，并以点、线、面的运动结合形式抽象变化，将其表达出来。形式的多义性与想象力，让人从不同的角度去体会，赋予了产品的艺术美感与想象力，使抽象的仿生有了更多的含义，更能满足不同阶层的消费者，激发他们的购买欲望。发明史中，从列奥纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）的仿生鸟翼飞行器，到乔治·德梅斯特拉尔（Georges de Mestral）仿生刺果设计出尼龙子母贴等都要早于“仿生学科”的诞生[1]。仿生设计是一种设计形式，它与绿色设计、人性化设计、趣味设计等形式相并列，这些设计形式以自身的特点共同构成了设计的理论体系。在设计學科中，仿生学被广泛地应用于建筑、服装、室内外、产品等各个设计方面，而把仿生设计理念引入到陶瓷产品设计中，必将会对陶瓷设计创新、营销价值产生积极的影响。

2 陶瓷的仿生设计与应用

依据陶瓷设计理念的特点，设计师的大脑中就有了“仿生”的思想，将“仿生”视为设计的一种方式与手段，最终使产品具备“仿生”的特性。江牧从工业产品角度将仿生设计分为形态、肌理、质感、结构、功能、色彩、意向7个仿生分类[2]。蔡江宇等从物质现象层将仿生设计分为造型、色彩、激励、功能、结构5个仿生方向[3]。路冀宁等则从目的性将仿生设计分为人—产品—自然—社会相互组合的6类仿生方式[4]。为研究仿生设计在陶瓷设计中的通用价值，本文选择从肌理仿生、形态仿生、结构仿生、功能性仿生四个方面进行探讨。

2.1 肌理仿生

肌理是指在产品表层、结构脉络、形态、纹理等方面表现的不同的美学特征。材质所表现的纹理效果是一种视觉、触觉效果，一般是在材质的表面表现出立体的形体效果。如运用肌理仿生手法设计的断枝紫砂壶、红果罐（图1）等，能够模拟出果实、树木等的纹理，使其具有仿生的质感。通过这种方式，既能丰富陶瓷产品的造型，又能让陶瓷产品与大自然的联系更为紧密，提升陶瓷与社会关系的寓意联系，还可以让陶瓷产品更具生命力、表现力、艺术感，让陶瓷产品的功能和形式更好地满足人们的需要。

2.2 形态仿生

形态通常是指事物在一定条件下的表现形式，是物质、化学、生物的内部关系与外部因素的交互作用所形成的状态，是一种内容的形式，具有时空观念和性质。“形”和“态”是紧密联系在一起的，它们共同组成了事物的总体特色，同时也表现出了不同事物的特点。形态仿生是最常用的设计方式。设计者们和周围的动物、植物共存，目睹了他们神奇的生存技巧，产生了模仿的兴趣和想象力。形态设计是陶瓷设计中的一个重要环节，其作用是通过产品的形状、尺度、比例和层次的关系，营造出必要的环境氛围，使人产生夸张、含蓄、趣味、愉悦、轻松、神秘等不同的心理情绪。根据表现对象的逼真程度和特点，可以将形态仿生划分为“具象”和“抽象”两类。

2.2.1 具象形态仿生

具象形态是指通过眼的结构，以一种生理学的本能反应，真实地将外在的形体反射进眼膜，刺激了神经之后，感受到了形体存在的状态，真实地重现物体的外形。具象形态因其趣味性、可爱性、有机性、亲和性、自然性等特点，被广泛用于玩具、工艺品、日用陶瓷等方面。在仰韶文化、龙山文化时期，我们的祖先就制造出了不同功能和形状的陶器，那时的陶器，主要是模仿自然的形象。而人类赋予其花、鸟、虫、兽的寓意，则是人类将陶瓷产品与生活融为了一体。如龙山文化彩绘蟠龙纹陶盘（图2）便是运用蟠距龙身、大张巨口、外伸长舌的蟠龙形象设计的陶盘。与史前相关遗存比较，该蟠龙纹原型应为蚕吃桑叶的具象形态演变而成。具象形态的仿生又分为整体仿生和局部仿生两种。

1）整体仿生。

整体仿生是指产品整体在外形上仿生自然界的某种动植物的形态。如裙摆盘（图3），以婀娜多姿的女性作为设计原型，以女性宽大上翻的

裙摆作为造型，构成餐点的放置空间，通过裙体纹理分割放置物的区域，设计师巧妙地将优美的

生活姿态放置到了使用者面前。又如喜中雀屏系列（图4），以一只孔雀为原型，以孔雀开屏为造型构成碟片的空间结构，以达到日常用途之需要。孔雀开屏增加了盘的空间，不会影响到摆放的物品，确保了摆放的物品数量。在设计孔雀开屏时，孔雀的身体结构关系是在一边进行的，如一只展翅欲飞的凤凰，这样既可以将孔雀与凤鸟的形态结合起来，又可以增加产品的艺术性，同时又不会占据太多的空间，充分利用盘片的空间，最大限度地利用了托盘的功能。

2）局部仿生。

相对于整体仿生，陶瓷产品的局部仿生是指在陶瓷零件上采用的仿生形式。尽管有些产品的做工和造型都很简单，但其中的奥妙却是显而易见的。如象头杯（图5），设计师将大量的大象元素融入杯子中，采用仿生将象肚设计成杯子的形状，又将象鼻或象尾部设计成了杯把，具有部分仿生的特征，在功能使用上增加了活灵活现的仿生要素，在意义上更是体现了匠人对大象的崇拜，还能使陶瓷产品的形制与装饰相结合；在杯子附属的勺把上，通过象脸与象鼻的设计，把象描绘在勺子上的同时，象鼻自然而然地成了勺把的一部分。这种装饰品虽然简单，但却是最好的点缀。如此，通过巧妙的局部仿生设计将陶瓷产品与大自然原生体相融合，极大地提高了产品的趣味性。仿生设计引入到陶瓷产品的设计中，使产品具有了更高的艺术性，从而消除了因机械化生产而造成的单一性，避免了陶瓷产品亲和力不足的问题。

2.2.2 抽象形态仿生

抽象形态是以简洁的形式来体现事物的本质特性。它会对人们形成一种“心理”，而“心理”的形成又必然存在生活的经验，通过联想和想象，它就会出现在人们的头脑里，它是一种虚幻的、不真实的东西。但是，在这种形体主观情感的影响下，它的形状就会发生变化，色彩更加丰富自由，从而使身体的形状发生变化。美国的抽象表现陶瓷艺术家以彼得·沃克思（Voulkos Peter）为代表，他一生创作了大量抽象的陶艺，他在陶器表面叠、压、刮、戳，故意留下各种瑕疵、裂缝、孔洞等，将陶艺的实用性和工艺之美彻底掩盖，使陶艺达到了一种纯粹地表达情感的境界，如他设计的“Bird Vase”作品（图6）。与之相比，意大利设计师马蒂奥·图恩（Matteo Thun）的“Danubio and Volga”系列（图7），则通过圆润或锋利的更具规则性的几何形体来抽象地展现动物形态，在陶瓷作品中更加凸显几何形态的幽默感与陶瓷本身的纯粹感。

2.3 功能性仿生

荒原上的小草娇小玲珑，却能靠着它的纤细构造，在风雨中呼啸；蚊虫锋利的针头能刺穿人的肌肤，吸食浓烈的鲜血；蜻蜓的翅膀很薄，很轻，但却是一种强大的推进工具。产品设计，最重要的就是功能，如果能把它与仿生完美地融合在一起，它就会产生更多的创意。在产品中，功能仿生学主要研究仿生对象、自然材料的功能等，利用它们来改善或建立新的技术体系，从而推动产品的更新和新的产品的创造。目前，许多惊人的发明表明，仿生技术已经渗透到了人们的日常生活中，如蝙蝠、海滩发出声波、接收声波的形式等。有种陶瓷材料叫钛酸钡，它具有变形放电、通电变形的特性，常被应用于感应器当中，从生活中常见的陶瓷雨刮器到先进人造皮肤感应产品等都含有钛酸钡。很显然，尽管现存已知的动植物有百万种，但仍有许多神奇的技巧和秘密未能被我们完全掌握。但有一点可以肯定，在仿生设计的发展下，会有更多的东西出现在人们的生活中。

2.4 结构仿生

在仿生技术不断发展的今天，人类不仅从外形、功能上模仿动物，还从其独特的构造中获得灵感。产品设计中的结构仿生，就是利用自然生物的结构原型，以其本身的组织和运作模式，以创意的思想和精巧的技术，配合现代的设计思想，以巧妙夸张的手法，以舒适的造型形式，创造出具有当代时尚的独创性美感，同时也保留了原有自然形态结构的共同美感。如仿珍珠母陶瓷是一种高强超韧陶瓷，是受天然珍珠母的跨尺度多级结构和优异的力学特性启发研制的一种先进陶瓷产品，俞书宏院士课题组的茅瓅波等更是于2022年提出了制备仿珍珠母结构陶瓷的新方法[5]。这种结构陶瓷用途非常广泛，主要用于各种仪器、设备和设备的配件，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐高压、耐冲击等性能。

3 结语

在科技迅猛发展的今天，设计已成为科技向生产力转变的桥梁和纽带。在设计的世界里，设计师不仅仅要展示自己，还要让人们的生活变得更方便、更充实，这就是创造的意义。好的设计必须符合人们的需求，并且能与人们的生活相融合，这个融合是通过设计师的心灵来传递的。产品之美，并不只是外观与颜色所能带给人的第一感觉，更重要的是，它的材质、功能与使用者的感受。师承自然，以仿生的方式进行设计，使产品具有真正的亲和力、富有生机的张力，受到空前的关注。在探寻自然之谜的同时，对未来的憧憬取決于我们对过去的回顾，再次深度理解和探索大自然，从大自然中寻找仿生的新内容、新方式，并恰当地应用到产品设计当中去，对于现在和将来的陶瓷产品设计都有着至关重要的意义。

参考文献

［1］戴吾三.发明史上的仿生设计[J].装饰，2013（4）：12-15.

[2]江牧.工业设计仿生的价值所在[J].装饰，2013（4）：16-19.

[3]蔡江宇， 王金玲.仿生设计研究[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.63-83.

[4]陆冀宁，丁磊.仿生设计的目的性分类研究[J].装饰，2016（2）：138-139.

[5]孟玉峰，杨博，茅瓅波，等.仿生框架诱导矿化制备多功能人工珍珠母（英文）[J].中国科学技术大学学报，2022，52（7）：3-10.

（责任编辑：朱艳红）

［收稿日期］2023-01-12

［基金项目］2021年国家公派博士后项目（国家留学基金）；淄博市社会科学规划研究项目（22ZBSKA5）