仿生設計方法在現代產品設計中的應用現狀研究

童晗笑 權威 任新宇

〔摘 要〕仿生設計是仿生學與設計學相結合而產生的新興學科，在建筑設計、服裝設計和產品設計等方面都應用廣泛。仿生設計屬于交叉學科范疇，其研究范圍廣泛，研究內容也豐富多彩。將仿生學應用于產品設計中，不僅能突破傳統產品設計的樣式，創新產品樣式，增加產品趣味性，還能開發新的產品功能、提升產品附加價值，使產品設計更符合現代人的生活方式。

〔關鍵詞〕仿生；產品設計；設計方法

一、仿生設計與現代產品設計

自然界的生物在進化的過程中，形成適應自然環境的形態結構和顏色，進化出科學合理的結構，而這些也吸引著人類模仿。人類也是自然的一部分，人類的生活離不開自然， 將自然的美合理地融入設計之中， 不僅能體現產品的特點與優勢，同時順應了消費者與市場的需求。

隨著社會經濟全球化進程的加快及人們消費觀念的轉變，人們在滿足物質需求的同時，更期望在使用產品的過程中獲得情感的關懷。越來越多的人崇尚自然，追求自由和情趣，人們在消費時變得更在意心理感受和心理需求的滿足，這種價值取向催發了消費者對產品精神功能的關注。應用仿生設計思想的產品設計方案因其源于自然的設計特征，能更好地迎合大眾的情感需求。

二、仿生設計于現代產品設計的應用？

總體來看，仿生設計手法在產品設計中的應用多著眼于產品的形態、色彩、功能與結構等層面，能全方位為產品設計提供靈感支撐。仿生產品設計外觀新穎優美、功能多樣、充滿趣味性，在滿足用戶傳統功能需求的基礎上，能為其塑造更加全面的消費與使用體驗。隨著仿生設計自身以及相關學科的共同發展，仿生設計知識領域的深度和廣度都產生了長足的變化。不過，就目前的學科發展來看，仿生設計在產品設計領域的應用主要從如下幾個方面展開。

1.形態方面的應用 產品設計中的形態仿生設計，一般指的是設計師通過觀察自然物的客觀形態，結合設計對象的結構、功能以及形態等系統設計要素，創造性地將自然形態與產品形態相結合，強調的是自然物形態特征與人類審美需求的相得益彰。例如，海洋中的大量哺乳動物，如鯨、海豚等，都在漫長的物競天擇過程中進化出圓潤的頭部和流暢的身體曲線，用以適應水中的生活。同為哺乳動物的人類，關注到水中生物的相關形態特征，并以此為參考設計、改進輪船的頭部及外觀流線，從而有效降低船只行駛過程中的流體阻力，提高了船只的運行速度及工作效率。

仿生設計手法在產品形態設計中的應用，不止于對產品功能的提升。設計師通過提取生物形態的簡練元素，或是對比生物原本形態與原有產品之間的相似之處，加以自己的設計創造，把原有的生活工具，巧妙地賦予生物的外觀形態，在不影響其原本功能的情況下，使其變得更有趣可愛，也是產品形態仿生設計的重要方式之一。

2.色彩方面的應用 色彩是事物認知過程中，對人類生理及心理影響最為直觀的視覺要素。色彩是最抽象的語言，表達設計者的情感，喚起觀者的關注，乃至影響消費者的購買決策及觀者的心情。在產品設計中，色彩不僅具備審美性和裝飾性，還具備象征層面的符號意義，對人們有著最強烈、最直觀的影響。

色彩作為人類視覺感官的重要影響要素，不僅能夠通過復雜的編解碼過程實現視覺信息的傳遞，而且能夠使可視化成果更具美觀性，提升用戶體驗。但是，色彩在具體運用上會收到許多方面的限制，設計者應該充分了解色彩的原理和特點并加以利用，做出更加準確優美的設計。所以在產品仿生設計過程中，設計師一般借助還原被仿生對象固有色彩，以突出生物本身的特點，這有助于消費者建立設計方案與原初靈感來源直接的理解關系，更好地表達與傳播設計師的創作構想。各類生物表現出的色彩是在生物進化過程中逐漸積累產生的，是自然演化、優勝劣汰的結果。這其中最為突出的例子非那些能夠隨環境變化而改變自身體色的生物莫屬了，如變色龍、樹葉蝶等。色彩的這種保護、偽裝作用首先被人類用于國防裝備，野戰陸軍的“迷彩軍服”就是很好的例子，綠色或黃褐色斑點與野戰所處的周遭環境色近似，穿著這樣服裝的士兵或經過如此涂裝的野戰裝備能很好地與環境融為一體，很難肉眼識別出來，能起到很好地迷惑敵人保護自己的作用。

3.結構方面的應用

產品設計領域中比較常見的仿生結構包括蜂巢結構、肌理結構、骨架結構等。在實際的產品仿生設計過程中，設計師不僅模仿生物的外觀形態，還借助觀察相關生物的內部形態和運行方式，通過相似的結構，制造出功能相近的產品；或者將結構仿生與形態仿生結合，將相關特征、結構等同時應用于產品設計。產品設計不僅需要精美的造型， 還需要有適用于相應環境的色彩與肌理，設計者需要由不同的使用場所、不同的家居風格， 根據不同的特點選擇合適的材料。比如，在產品CMF設計過程中，對材料肌理的仿生式表現，能有效拉近產品與使用者之間的心理距離，進而保證相關產品的市場接受能力。對于可通過結構特征來強化產品創新特質的產品設計，如義肢等，完全可以借助對仿生性結構的暴露來渲染高科技化的產品美感。當然，仿生設計中的結構創新并不簡單限于在產品設計領域的應用，建筑設計中也不乏結構仿生的設計案例，高迪設計的圣家堂、伍重設計的悉尼歌劇院等案例中都有結構仿生的身影出現。

三、仿生設計應用于現代產品設計的意義

1.創新產品樣式 顧名思義，仿生設計是從自然生物中汲取靈感，展開設計活動的過程。自然世界是仿生設計取之不盡用之不竭的靈感來源，自然界中的各類動植物都可為設計方案提供支撐。設計師借助模仿、組合等設計手段，賦予產品功能、結構、形態以及色彩等不同設計特質，進而形成產品獨特的樣式和風格。利用仿生手法創新產品樣式，在傳統的服裝設計中最為常見，不同地域、民族的特色服裝文化中，有很多造型或是裝飾的手法源于對自然生物的模仿，其中也包含了不同的圖騰崇拜內涵。仿生設計能促進人與自然的和諧，打破產品的傳統形態，突破舊有的觀念，讓設計者獲得新的思路，為產品市場注入新鮮血液。

2.增加產品趣味性 為原本規矩呆板的設計融入自然界元素，開拓消費者的眼界，同時為產品增加一些有趣的小功能。從這個層面出發，仿生學不再僅僅停留在表面肌理的模仿，而是融合了人的特征，追求仿生學背后的含義，或是結合產品原有的結構，設計出靈動可愛的外形，讓消費者由內而外感受到新鮮感，在城市生活中回歸自然。仿生學還能應用于室內空間設計，從整個空間和人所處的環境模糊與自然的界限這樣既能緩和城市人們緊張乏味的情緒，增添生活情趣，也能增加與消費者的互動，設計者本身在設計過程中也能體會到設計的樂趣。

3.開發新的產品功能 自然界中的各類生物在進化發展的過程中，形成了各具特色的功能、結構，針對其的研究成果常常能為設計師帶來全新的功能實現方案。建筑設計中就不乏依托結構仿生成果提出的更巧妙、更安全的設計方案。在醫療器械設計中，也有很多根據仿生原理設計、制造的醫用器械。相較于傳統工具，這種類型的醫療器械更加實用，性能也更優良。

結？語

仿生設計基于對自然界生物的觀察研究基礎之上而展開，是一項復雜的系統工程，需要設計師對仿生對象以及設計對象均具備充分的了解，才能保證后續設計過程的流暢以及設計成果品質。隨著人類社會的發展以及科技的進步，人類對自然生物的理解也較任何時候都更加廣泛和深入，這種發展也必將推動產品仿生設計的快速發展。

（責任編輯：楊建）

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基金項目：南京林業大學2019年大學生創新創業訓練計劃項目： 仿生學在產品形態設計中的應用研究（201910298033H）