基于仿生原理的坐具設計初探

2016-01-29 12:34:51StudyonSeatingDesignBasedonBiomimicry

家具與室內裝飾 2015年5期

關鍵詞：設計

Study on Seating Design Based on Biomimicry

■諶鍇1戴向東2Chen Kai1& Dai Xiangdong2

(1.2.中南林業科技大學家具與藝術設計學院，湖南長沙 410004）

基于仿生原理的坐具設計初探

Study on Seating Design Based on Biomimicry

■諶鍇1戴向東2Chen Kai1& Dai Xiangdong2

(1.2.中南林業科技大學家具與藝術設計學院，湖南長沙 410004）

摘要：設計對于家具產業的影響人們早已有目共睹，仿生設計是一種另辟蹊徑的設計方法，坐具是最常見的一類家具，筆者以仿生原理為切入點，對坐具仿生設計的基本特征、仿生原理、設計原則進行了探析。

關鍵詞：坐具；設計；仿生；原理

中圖分類號：TS665.2

文獻標識碼：?A

文章編號::1006-8260(2015)05-0032-02

基金項目:2012湖南省林業科技項目

Abstract:Abstrraacctt::It’s obvious that design impacted deeply on furniture industry.While bionic design is another new way to design seating,the commonest furniture.The author fi rstly introduced the biomimicry and analyzed the basic attributes,concept and disciplines of bionic design in seating.

KeyWoorrddss::Seats; Design; Bionic; Theories

隨著人類兩次工業革命的完成，整個世界的經濟有了顯著的提升，人們在滿足了物質生活的基礎上，更希望使用一些能夠帶來較好的精神感受的產品。家具作為一種生活器具，是人們生活中不可缺少的一部分。如今對于家具的設計不僅需要提高家具的文化內涵和品質，更應該帶給人們愉悅，緩解人們生活的壓力。仿生設計是一種另辟蹊徑的設計方法，當設計師苦于缺乏設計靈感時，可以通過變換思維，從大自然這個無窮寶庫中尋找靈感。方法。通過將仿生設計具體應用到某一件坐具的設計構思中，采用合適的仿生手法，利用仿生原理將坐具的結構，功能，或者造型進行仿生設計時，仿生設計就成為了一種設計方法。

1 仿生設計

仿生設計學是在仿生學和設計學的基礎上發展起來的一門新興邊緣學科，是指模擬生物系統的某些原理，在理解的基礎上將這些原理運用于人們日常生活的設計工作中[1]。

仿生設計是人類對自然生命外在形態和內在功能創造性地模擬和應用的過程[2]。其范疇包括仿生學中強調用來構造技術系統的仿生原理和設計學中強調實用的、美的造型計劃。仿生設計研究生物系統中自然物優異的造型形態、功能結構等生物形態特征及構成原理，并選擇性地將其運用于人類的設計工作中[3]。

對于仿生設計究竟是一種設計方法還是一種設計理念，在學術界有不同的表述。辭海中對于方法的定義則是關于解決思想、說話、行動等問題的門路、程序等；對于理念的定義是思想，觀念[4]。經過全面系統地對比可知，更多的文獻把仿生設計作為一種設計方法。然而本文認為，從宏觀上而言，仿生設計是一種設計理念。對于某一類利用仿生原理已經設計完成的坐具產品，這類家具產品傳達了一種生態，健康，自然，富有人情味等仿生特性的設計思想，即仿生設計的設計理念。從微觀上而言，仿生設計是一種設計

2 坐具的仿生設計

坐具包括椅、凳、沙發等。坐具的仿生設計是將現實存在的自然物形態或功能特點進行提煉，在理解的基礎上將其運用到坐具設計中的產品。

2.1 仿生坐具的基本特征

坐具作為一類最常見的家具，它的使用范圍極廣，使用量也很大。在日常生活中，人們不管走到哪里，每天都需要在休息或工作等日常活動中借助于坐具來承受自身的重力。同時，坐具有著不同于其他家具功能類型的特征，它的構造可以很簡單和多樣，可進行設計的空間很大，不像床等家具類型由于本身的功能特征所限，基本造型形式是拘泥于幾種固定的形態，可進行設計的空間不大。

正因為坐具本身存在這些特征，家具設計師在對坐具進行仿生設計時具有較大的設計空間。國內外家具設計史上很多仿生家具設計作品都是以坐具的形式呈現的，這跟坐具這種家具類型較大的可設計空間是分不開的，坐具相比比其他家具類型更適合進行仿生設計。

仿生坐具具有區別于常規坐具的一些基本特征：通常仿生坐具外觀造型自然流暢，充滿生機，富有人情味；部分仿生坐具結構合理巧妙，省工省料。

2.2 坐具設計的仿生原理

仿生坐具設計的仿生原理表現形式大致可以分為三類：一類是基于自然物造型的仿生原理；另一類是基于自然物結構或功能的仿生原理；第三類是基于自然物材料的仿生原理。

（1）基于自然物造型的仿生原理

這類原理主要是通過在坐具設計過程中具象或抽象地對自然物的一些本身具有較高美學價值的自然形態進行整體或局部模仿來實現坐具的造型設計。通過這樣一個仿生設計的過程可以將自然的美進行傳播，滿足坐具設計中人們的審美心態。

基于自然物造型的設計原理而設計的仿生坐具有很多。例如：丹麥設計大師阿洛?雅克布松設計的天鵝椅（圖1），在扶手和靠背的造型設計中運用了仿生原理，其設計的原型就是基于天鵝這種動物微微張開翅膀行走時優雅的形態，對其優雅的形態特點進行提煉，運用于坐具的設計中，從而造就了天鵝椅這把椅子優雅而自然的美感；同樣是丹麥的設計大師漢斯?瓦格納設計的孔雀椅（圖2），在靠背的造型設計中運用了仿生原理，其設計的原型是基于孔雀開屏時美麗的尾屏造型，對其美麗的造型特點進行提煉，運用于坐具的設計中，從而造就了孔雀椅這種椅子美麗而自然的美感。

基于自然物造型的仿生原理進行坐具設計是指不以解決坐具力學結構，功能等問題為目的而是單純地對自然物的整體造型或局部造型進行具象模仿或抽象模仿，將自然物的造型原理成功運用于坐具設計中，從而實現仿生坐具的造型設計，這種造型設計所追求的是一種自然的美感。

（2）基于自然物結構或功能的仿生原理

這類原理與仿生學的發展息息相關，通過將仿生學中的原理運用于坐具設計中來實現坐具的功能、造型等設計需求。這類原理的表現形式主要有：海星腳結構；殼體結構；蜂窩結構；脊椎骨結構；充氣和充水結構；人體工程學等。由于目前坐具的功能主要是作為供人休息和工作時承受人體重力的生活器具，一般沒有其他特

別的功能。因此，基于自然物功能的設計原理不常見。

基于自然物結構、功能的仿生原理進行坐具設計是指以仿生學中的原理作為前提，在坐具設計中解決坐具的一些力學結構、功能問題，順便通過自然物的這種能夠實現仿生坐具的一些力學結構，功能問題的合理存在的結構的造型形態實現仿生坐具的造型設計。

（3）基于自然物材料的仿生原理

這類原理是利用本身具有某些物理、化學屬性和造型效果的自然物材料作為制作材料來完成對坐具的結構、功能和造型設計。將自然材料直接或通過一定的加工處理間接運用于坐具設計中的形式利用了生物系統中自身材料的結構原理，造型原理，這是一類特殊的仿生原理。自然材料是來自于自然的創造，人類利用這種自然創造的產物進行坐具設計的過程是仿生設計的體現。利用自然材料設計的坐具往往充滿生機，富有生命力。這種坐具本身的親和力以及帶給人們的人文關懷，與利用人工材料（金屬、塑料等）設計的坐具相比，有著本質上的差異。這也是為何自然材料從古就有，長盛不衰的原因，自然材料傳遞著一種仿生的設計理念，時刻提醒人們感恩自然，關愛自然，實現人與自然和諧相處的長遠生存理念[5]。

利用仿生原理的這種特殊形式設計的坐具使用非常廣泛，并取得了很好的效果。明式家具是我國傳統家具發展的巔峰。明式家具的制作材料就大量使用了各種優美的木材，這些木材紋理、色澤都非常美觀。明式家具之所以能達到我國家具的巔峰，雖然有賴于當時的社會環境和家具工藝水平，但是自然材料的獨特魅力也為明式家具的外觀增添了許多光彩[6]。例如：德國現代建筑大師密斯?凡德羅在1929年設計的巴塞羅那椅（圖3）。巴塞羅那椅的制作材料是不銹鋼和皮革的搭配，冷酷的人工材料與源于自然生物的皮革的組合運用取得了很好的效果。皮革本身的物理、化學屬性和肌理效果帶給人們溫暖的感覺，中和了不銹鋼的冷酷并襯托出了不銹鋼的力度感。使得整件坐具充滿了生命力，大氣而不冷酷。皮革制作的坐墊和靠背傳遞了仿生設計的理念，給予了人們足夠的人文關懷[7]。

利用自然物或通過適當加工處理之后的自然物作為材料進行坐具設計是一種運用非常廣泛的設計手法。這類坐具與利用純人工材料制作的坐具相比，它所透露出來的自然氣息，以及給予人們的人文關懷是后者所不具備的。因此，這類坐具有著獨特的魅力。如果用一種區別于單純利用人工材料所設計的坐具的方式來欣賞這類坐具，會發現這類坐具傳達了一種仿生設計的理念。

2.3 坐具仿生設計的原則

仿生坐具與常規坐具存在著一定的差別，它本身具有活潑、有趣、省工省料、造型流暢等特點。因此在設計過程中，應該遵循如下原則。

（1）活潑性

常規坐具的基本形態特征通常是中規中矩的，單純的造型與功能的結合，本身是呆板的，沒有活力的。而仿生坐具的設計來源于生物界，會帶有某種生物的某些特征，這樣的坐具會顯得充滿生機，給人一種活潑有趣的心理感受（圖4）。

（2）經濟性

仿生坐具是通過模仿生物系統中的自然物的某些特征而設計的。然而，自然物的形態和結構等特征豐富多樣，形態各異。有時模仿生物原型的某些復雜的形態或結構等特征可能會產生高昂的成本，那么這樣的仿生坐具與仿生坐具省工省料、合理高效的特點是相悖的。仿生坐具的設計應該堅持經濟性原則，在仿生設計的過程中注意控制成本（圖5）。

（3）可塑性

仿生坐具本身是基于生物系統中自然物的某些特征而設計的，而生物系統中自然物的形態特征千姿百態，結構特征復雜多樣。要滿足生物系統中自然物形態或結構的豐富多樣性，通常仿生坐具的制作材料需要有較強的可塑性，從而確保仿生坐具具有較高的可塑性來滿足豐富多樣的仿生原型（圖5）。

（4）適度性

在仿生坐具設計的過程中，需要將自然物的形態特征進行提煉并運用于坐具設計中，在提煉生物特征的過程中，需要對形態進行一定的簡化，對過于夸張和復雜的色彩組合形式進行一定的弱化，并將結構或功能性的原理在理解的基礎上運用于坐具設計中。在這個提煉過程中，需要尋找到仿生原型與仿生坐具之間的平衡點，使仿生坐具既能準確體現出仿生原型的某些特征，又能保持一個優美的造型，而不至于為了對坐具進行仿生設計，而對其強加上某些生物特征[8]。