设计美学视域下的仿生设计在公共艺术设计中的应用

童星瑜 罗 曼 上海工程技术大学

0 前言

设计美学的研究对象范围涵盖艺术设计中的所有领域。从形式上看，设计美学是从设计的本质出发，将艺术、技术、功能与科技结合并进的全新美学理论，涉及技术之美、功能之美与自然之美这3 个方面。这三者的价值体现不在于各自的独立内容，而在于三者之间互相影响、互相产生联系而形成的联合作用。本研究基于设计美学中的自然之美、技术之美与艺术之美等各领域内容，探索仿生设计在公共艺术设计中的本质价值、功能价值与实用价值之间的关系，期望为公共艺术设计提供创新思路。

1 概述

1.1 仿生设计

1960 年，美国俄亥俄州空军基地戴通召开学术会议，斯蒂尔博士为仿生学这个新兴学科命名[1]。仿生学是由数学、工程技术学和生物学等学科交叉渗透形成的边缘学科，通过对生物系统的研究，分析其具有的突出能力，从而创建全面科学化的系统[2]。仿生设计是在仿生学与设计学融合的基础上发展的新兴领域，是指利用模仿特定生物系统的形式，对生物系统加以研究和提炼，并以此为依据创作设计出带有相似于该生物系统某种特征的一种系统化设计方法[3]。仿生设计自古代已开始萌芽，人们通过观察与想象对自然界生物进行模仿，挖掘生物的外观形态和功能特征，从而制造出相似且简单的工具[4]。在仿生设计影响下的众多领域中，公共艺术作为具有代表性和特殊性的领域，通过分析研究植物、动物及特性仿生设计中的公共艺术，来探讨仿生公共艺术设计中的艺术价值和文化价值。

1.2 仿生公共艺术

利用仿生学对公共艺术进行设计，能够让设计回归自然并赋予其生命力的象征，同时反映出人、环境与设计之间的相互关系，从而充分体现特定的文化观念和情感内涵。首先，仿生公共艺术需满足基础造型结构的搭建与外观形象的考究，通过转译提炼具有代表性的生物特征符号，表达其中所包含的实用价值和文化意义，使公共艺术不再是纯粹的物件。其次，充分考虑公共艺术的受众人群与使用场景，寻求与仿生公共艺术相同的元素特征，间接满足观者的视觉审美需求和文化共鸣需求。最后，在满足仿生公共艺术设计原则的同时，将仿生公共艺术作为媒介帮助观者了解认知地区文化和内涵，从而创造出具有实用功能与文化意义的仿生公共艺术。

2 仿生公共艺术设计现状

公共艺术是文化传递的关键载体，当艺术逐渐走入大众生活时，有了更多接触大众文化和互动交流的机会[5]。仿生公共艺术设计在具体应用时会受到新文化形式的影响，同时也面临着诸多挑战与困境。一方面由于信息技术的飞速发展，仿生设计逐渐与新兴技术融合发展，传统的仿生公共艺术设计形式不再引人入胜，无法吸引观众思考仿生公共艺术设计背后的文化意义和目的。另一方面，由于我国在经济发展与技术开拓的过程中，存在急于构建表达地区文化的现象，使得部分仿生公共艺术设计存在模仿经典作品的情况，缺乏挖掘潜在文化的自驱力。同时，有的仿生公共艺术设计直接照搬挪用生物外观形态符号，缺乏设计提炼与转译，从而缺乏对自然生命、精神和价值的塑造[6]。以上仿生公共艺术设计存在的问题引人思考，如何从设计美学角度出发，充分表达个人对于文化的理解[7]，设计出兼具实用、欣赏和传播价值的仿生公共艺术变得极为关键[8]。

3 公共艺术仿生设计策略

公共艺术仿生设计的拓展应用让传统公共设施表现出了更多可能性，不仅从外观色彩、材料触感及造型结构方面进行突破，同时考虑到与观众、环境多方的融合[9]，从而能够有效实现公共艺术仿生设计的最终效果和价值。现基于设计美学视角从植物仿生、动物仿生及特性仿生这3 个方面探讨仿生设计助力公共艺术设计的策略，结合实例对仿生公共艺术设计展开论述，充分挖掘公共艺术设计的社会价值与文化意义。

3.1 植物仿生设计助力公共艺术为社会赋能

在公共艺术领域运用仿生设计方法的成果作品相对较晚出现，但发展迅速且应用范围广泛。最初运用这种创作方式的公共艺术案例是在1998 年，由法国艺术家皮埃尔·维维安在英国伦敦设计的作品《信号灯树》，见图1。观赏性乔木是城市景观设计中不可或缺的重要元素[10]。作者以真实树木的形状和尺寸作为参考依据，将70 余组信号灯模拟成树冠的形态，安装布置在高度为8 m 左右的路灯杆上，意在将现代设计美学结合仿生设计，以公共艺术的形式使作品融入周边自然环境中而不显突兀。

图1 信号灯树

在短短十年时间内，植物结合仿生设计在公共艺术设计上的运用就由早期的形象借鉴，深入到了对植物的光合作用及其内在运作系统的研究和模仿。设计师玛格斯·哈里斯与拉霍斯·海德在美国德克萨斯州的高速公路旁设计了15朵《太阳花》，见图2。运用仿生设计的手法模拟提炼向日葵的外在形态作为该艺术装置的造型，花瓣采用模数化设计方式，造型规整兼具特征属性，并从自然科学角度仿照向日葵光合作用的原理，在花瓣造型上增设了太阳能电池板，开发了绿色可再生资源[11]。此仿生公共艺术设计不仅具备高水平的美学价值，而且是先进技术之美与自然之美相结合的作品。

图2 太阳花

同时，光合作用和能量转换是植物所具备的天然内在机制，故将植物仿生设计融合公共艺术的方式，契合当下人与自然的可持续发展的议题，能够更加自然地被大众所接受，使其得以快速推广传播，由此完成对社会赋能的目标。

3.2 动物仿生设计助力公共艺术为社会赋能

在公共艺术中，仿生学不仅运用在植物形态上，还有一部分作品在挖掘动物的仿生设计上存在可能性。仿生设计是一种以自然为指导原则的设计方法。《博沃斯仿生研究馆》是位于德国萨尔布吕肯的萨尔州大学建筑学院的研究项目，旨在研究受仿生启发的木壳结构，见图3。研究团队设计并建造了一个临时展馆，设计灵感来自动物界的大王—具足虫。

图3 博沃斯仿生研究馆

该设计作品运用了仿生设计的手法，将海洋生物特征与建筑结构相结合，有助于提升木材外壳建造的结构稳定性，并减少对材料的浪费，以此探索出了仿生设计与公共艺术设计融合的更多创新路径。这种木制框架结构不仅充分向世人展示了仿生设计所蕴含的设计美学，而且从侧面体现出一种可持续的环保设计理念。同时，其带来的低消费观也为社会降低了经济负担，并最终达到为社会赋能的目的。

3.3 特性仿生设计助力公共艺术为社会赋能

特性仿生设计与植物仿生、动物仿生设计不同，作品几乎看不到原型形象，而是综合采用植物与动物的特性进行设计。如今，动态雕塑设计已经完全融入了公共生活，探索新媒介应用于艺术与科技的可能性成为未来动态雕塑发展的主要方向[12]。

2015 年，意大利艺术家、建筑师阿图罗·维托里为应对埃塞俄比亚南部加莫戈法地区存在的缺水问题，设计了《瓦尔卡·沃特水塔》。该公共艺术装置由村民取名，灵感来源于当地的一种无花果树，寓意美好安康，从侧面体现出公众对植物的精神寄托。作品运用仿生设计方法，该装置由4个自下往上的模块组成[13]。该仿生公共艺术设计充分结合在地性，深入观察当地一些动植物能够在极端环境下生存的原因，发现其能从空气中吸取水分并蓄存。设计师以这一特性为设计基础，对动植物完成蓄存水分的过程进行提炼与分析。通过装置运作，从当地潮湿的空气中提取出所需要的水分，经此途径为水资源极度匮乏地区的居民提供帮助。设计师带领当地村民同步完成了对该装置各个环节的创新制作，而村民也在参与体验的过程中意识到过去乱砍滥伐的错误行为，树立起环境保护的新思想，减少了对生态环境的破坏。上述实例都基于低消耗理念对保护自然生态环境做出的贡献，并结合仿生设计方法展示出了自然之美的独特设计美学，真正达到了对社会的长期赋能效果。

4 结束语

仿生设计作为一种综合性设计方法，在空间尺度、材料质地及色彩搭配等方面都具有特殊的规律和作用，仿生设计的出现使城市环境更加富有魅力。随着人们生活水平的提高和审美意识的不断变化发展，仿生设计越来越多地被用于表现人与自然之间的和谐关系。通过提炼自然生物特征而形成的仿生公共艺术装置，以一种全新的形式向世界展示了人类对自然与生态环境认知的能力，同时也反映了人类自身与自然关系的变化发展过程。仿生设计通过多元化的应用形式为公共艺术注入了更多新鲜活力，在一定程度上能够对公众产生正面、积极的教化作用及思想引导。