產品結構仿生設計中的情感化設計

曾文博

（長沙師范學院藝術設計系，湖南長沙410100）

產品結構仿生設計中的情感化設計

曾文博

（長沙師范學院藝術設計系，湖南長沙410100）

本文從理論研究角度出發,首先對產品設計及仿生結構的相關概念理論進行簡要論述，在此基礎上提出情感化設計理念,并且總結了仿生結構應用于產品設計中的情感化因素。

結構仿生；情感化；產品設計

在過去的一百年間，科學家們已經開始到生物科學中去尋求答案，并且已經作出了許多重要突破。今天的仿生學并不太關注各局部的形式或者事物的造型，而是關心可能發生的事，研究自然是如何讓這些事物發生的，各局部之間的相互關系是什么，以及各種系統的存在。人們通過借鑒自然生物，將其結構特征運用到產品設計中，使設計的對象具有合理的結構、鮮明的個性、自然的親和力等情感特點。

一、結構仿生的概念

1960年，美國斯蒂爾博士提出了仿生學的概念，并作了定義：經由模仿生物以建造技術系統的科學。仿生學是一門由生物學、數學及工程技術學互相貫穿聯系的科學。

結構仿生作為仿生設計研究的一個分支，以工程力學為原理為基礎，通過研究生物肌體的構造，建造類似生物體或其中一部分的機械裝置，通過結構相似實現功能相近。結構仿生涉及生物學、材料科學、結構設計、控制科學、空氣動力學和系統工程等工程科學，屬于跨學科研究領域。

二、情感化設計

情感化設計在學術界和工程界的提法不盡一致，目前也沒有統一的定義，在日本和韓國一般稱為“感性工學”（Kanseiengineering)”在我國，工程學術界一般也接受日本感性工學的相關概念，稱之為“感性意象或感知意向”，有的學者在此基礎上將感性意象與人工智能結合，提出人工情感理論，也有的學者稱之為“感性設計”。

情感化設計的主要研究包括消費者情感因素的測量、分析、建模，情感因素到產品設計參數的轉換等，目前主要形成的理論體系有日本的感性工學理論和美國Dnad．A．Norman教授提出的三層次理論。

三、結構仿生與情感化設計

美國社會未來學家約翰.奈斯比指出：“無論何處人都需要有補償性的高情感。這種補償性的高情感尤其體現在當今社會，社會越進步，人們就離大自然越遠，親近大自然的感覺反而越強烈。”這句話說明在人的內心世界一直都懷有對自然界中的生物形態和人類的產品設計相結合，是永不停止的追求，仿生設計正是這種追求的最好體現，是高情感的審美體驗的創造方法。

具有時代特點、情感價值、生活品位的仿生產品的出現，給人們帶來新奇感，充分滿足現代人情感和審美需求。仿生產品設計與人類的動機、欲望、價值、情感、生活責任、生命意義等各種層面聯系在一起，適應處于感情匱乏時代人們的消費需求。

四、產品結構仿生中的情感化設計體現

隨著對自然認識的深入和研究手段的進步，仿生學經歷了從功能模擬到結構仿生再到信息仿生，從力學仿生到物理仿生再到化學仿生，從個體仿生到生態仿生再到控制仿生這樣一個逐步發展的過程。比如蘇聯從20世紀60年代開始，重點致力于水生動物（如海豚）皮膚形態的研究，以便理解其快速游動、靈活轉彎的肌理，為艦艇設計提供仿生思路；英國雷丁大學仿生中心開發了先進的試驗手段，能完成從分子水平到組織及整個生物結構的力學研究，他們把斷裂力學應用到生物復合材料研究，如應用鹿角韌性肌理進行沖擊防護設計（如頭盔設計）等；NASA進行了仿生材料、仿生結構、仿生控制等方面的研究，并用于航空航天結構仿生設計；

生活中我們常見到的結構仿生設計有四種：蜂巢結構、肌理結構、減粘合降阻力結構、骨架結構。例如工程師們從一片樹葉的葉脈發現了其交叉網狀的支撐組織肌理，這些對建筑結構的創新設計是十分有益的啟示。1947-1949年意大利結構工程師奈爾維和建筑師巴托利設計的意大利都靈展覽館的巨型拱頂就是仿葉脈肌理而建造起來的。

結構仿生研究已普遍運用有限元對生物結構進行力學性能分析、仿真和預測。由于生物體復雜多樣，生物所處環境千差萬別，工程結構功能各異，因而無論是結構仿生理論，還是仿生工程應用都需要進一步完善。

（一）豐富設計的表現方式，滿足多元化消費需求

伴隨商業模式的多元化發展，消費者購買商品的方式也隨之發生改變。將仿生結構運用與設計中，使設計的表現方式不局限在形態、色彩、材料等方面，使其表現形式豐富起來，同時拜托現有的設計在結構上的雷同化、模式化、陳舊化的現狀。

隨著科技的發展和生活水平的提高,商品在不斷地更新換代,人們的消費方式和消費觀念也在發生著改變,而目前市場上的產品設計結構已經不能滿足現代人在新時代里的多元化消費需求,因此現代產品設計需要突破傳統產品片面追求視覺效果的設計方式。自然生物在漫長的進化過程中,物競天擇,形成了科學合理的獨特結構,通過借鑒自然生物,將其科學獨特的結構特征應用到產品設計中,可以使其具有合理性、藝術性、趣味性、獨特性、自然親和力等特點，由此可見仿生結構在產品設計中的應用是一個充滿活力和創新性的設計方向。

（二）提升產品的親和力，增強人與產品之間的互動性

現代生活節奏快、壓力大，人們渴望回歸自然，而產品作為人們生活的重要組成部分，在其設計中應更加注重人的情感、心理等精神層面的表達方式。把情感化設計思想融入到設計中，已成為一種潮流與趨勢。通過將自然生物結構特征進行提煉、概括、運用到設計中，可以使設計具有自然活力、親和力、趣味性的情感化設計特點，從而建立起消費者與產品在情感上、心理上的精神層面的交流互動；同時也可以使產品結構合理獨特，具有很強的適應性，方便儲運、展示、使用等活動，從而拉近消費者與產品之間的距離，體現了情感化的人性關懷。

（三）反映生態設計思想，傳達綠色設計理念

設計源于自然，仿生結構在產品設計中的應用，是自然與藝術的結合，擯棄掉無實用性的部分以減少材料，降低成本，易于回收，適應了設計的發展趨勢，與當前提倡的生態、綠色的自然觀念相適應，實現人造物與自然之間的和諧共存。

目前大多數的產品在使用功能生命周期內，早早的就被淘汰掉了，這些產品不是被用壞了，絕大多數情況下是因為流于表面而很快過時。從本質上看，產品生命周期之所以結束，是因為用以維系產品和用戶之間的“人機感情”已經結束了。因此，真正環保設計并非單純研究色彩、材質成分的仿生，基于仿生結構的產品設計把研究的落腳點放在如何在綠色設計的前提下，延長產品的情感生命周期，從而延長產品的生命周期。

雖然目前進入了信息時代，但是人工智能的發展水平仍然處于初級階段，為了實現用戶體驗下的仿生設計交互，把仿生設計與人工智能結合起來，相互利用，相互促進，把抽象的理論知識轉化為生產力，實現人工智能的產品化。因此，在以后的設計中，必須時刻關注著人工智能的發展，把最新的成果用于產品仿生設計中，更好的實現產品與用戶、產品與環境的和諧和完善。

五、結語

自然生物在其進化過程中形成的結構具有科學性、合理性等優點，通過借鑒自然生物，將生物的結構特征應用到產品設計中，使設計結構科學合理、個性獨特、藝術美觀、生動有趣、富有自然親和力等情感因素，同時在設計中也融入了生態、綠色設計的思想理念，引導人們關注人與自然的情感因素。

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1005-5312（2015）20-0040-01