關于現代工業設計中仿生設計與應用的研究

張海蓉

摘 要 仿生設計技術在現代工業設計中有著廣泛的應用，包括有結構設計、功能性設計、色彩選擇、美學以及仿生學等，仿生學的設計研究范圍非常廣，大自然是設計靈感的主要來源，我們不難從整個設計發展歷程中看出仿生設計的獨特價值。本文筆者就現代工業設計中仿生設計與應用相關問題展開探究。

關鍵詞 現代工業設計;仿生技術;應用

展開針對工業設計中仿生設計與應用問題的探究能同時從理論角度和實踐角度為現代工業產品設計的長期發展提供有價值的參考，一方面更加充分地讓工業設計工作人員認識仿生設計，另一方面讓客戶不同的個性化需求通過更為先進的工業設計得到滿足。

1仿生設計理念及價值

1.1 仿生設計理念

一直以來，人們在產品設計創造與設計方面的靈感都是基于仿生觀念而產生的，從廣義層面來看現代設計仿生學科的實質就是仿生設計。仿生學科本身的內容范圍較廣，不僅涉及材料和色彩，還涵蓋了生物和人機等多學科領域的知識，目前被廣泛應用的仿生設計并不是一種簡單的復制和模仿，即從物理學層面或生物學層面對某個自然現象或某一物種的形態進行模仿，而是基于對研究對象細致整體的觀察和分析來提取具有重要意義的部分，主要指的是有助于現代工業產品設計水平提升的價值性信息，以此為前提條件開展再創造研究，如此一來才能有效現存于產品設計中的問題，或者有針對性的增加現階段適合設計產品的功能。

1.2 仿生設計的價值

憑空創造一件全新的作品是非常有難度的，而當我們換一種方式，參照自然界中現存的生物或事物現象，圍繞現有的產品對其進行合理的改良，一方面降低了設計制造難度，另一方面也提升了產品實際功能與人們發展需求的匹配度[1]。第一，衡量產品合格與否的基本要素這就是產品結構與產品功能，結構過于復雜或者功能無用性都將直接影響產品的使用價值，深入挖掘自然界中的多形態和豐富的物種，為現代工業設計提供更多不一樣的思路和方案修改策略;第二，就構成方式和生產模式而言，自然形態遠比人類設計更為合理，所以在現代工業設計中融入仿生設計技術有助于創造更為合理的生產模式，實現產品產業鏈的優化。

2仿生設計在工業設計中的應用

2.1 功能結構仿生

功能結構仿生是基于對自然界中各種生物的功能與結構特征的研究，在提煉有用信息的基礎上進行技術層面的模仿，達到優化產品使用方式，提升產品各方面性能的目的，最終讓消費者獲得更加優良的使用體驗，產品在這整個過程中經歷了“升級換代”。以日本新干線高速列車為例，在仿生設計中為了降低運行噪音，人們以翠鳥鳥喙和貓頭鷹羽毛為原型進行產品設計，貓頭鷹羽毛的排列形態猶如鋸齒，在夜空中飛行時無聲無息，人們就將貓頭鷹羽毛排列的形態結構應用到了高鐵電線的連接裝置設計中;翠鳥的喙具能有效降低自身能量損耗，在列車前端設計部分模范相似的形狀能最大化地避免列車在橫穿隧道時發生音爆。

2.2 形態的仿生

設計師的設計理念最終會直觀的通過產品形態體現出來，這也是設計師與產品使用者之間的溝通渠道，形態仿生設計十分符合當下提倡的綠色設計理念，這也是當下形態仿生技術廣受青睞的一個主要原因。以菲利普斯為例，旗下有一款新型的外星人榨汁機就大膽地采用了形態仿生設計手法，產品造型奇特，融合了外星人頭部以及昆蟲長足的形態特征，這種新奇的造型能有效激發消費者聯想，進而增強購買欲望。

2.3 材料肌理仿生

在深入研究生物肌理和結構的基礎上運用人造材料模仿自然肌理，進而更好的發揮材料的功能與使用效果，這種方式就成為材料肌理仿生。以Speedo公司設計的鯊魚皮泳衣為例，某位有名的游泳運動員就是穿著這款產品在悉尼奧運會上奪得了金牌;再比如自然界享有“出淤泥而不染”美譽的荷花，因為在荷葉表面有成排的小突起，水珠和塵埃在荷葉表面根本沒有能夠堆積的空間，類似肌理被有關設計人員廣泛地應用到了絕緣器和服裝面料的設計中，研發設計出了多種適用于不同生活場景具有自清潔功能的材料[2]。人類與自然之間的矛盾隨著社會工業的發展越來越明顯，現代工業設計作為一門致力于優化創新人們生活方式的學科，必須在充分尊重自然的基礎上提取有價值的自然元素。

3現代工業設計應用仿生技術的策略

首先，確保自然與人文的融合。作為自然組成部分之一的工業產品在工業設計中必然要確保自然與人文的融合。現代工業設計不僅具有充分的工業性，還有自然和人文的屬性，在應用仿生設計手段時要以自然為前提融入人文色彩，將自然性作為設計師設計產品的首要標準。對此，為了確保仿生設計手段使用的合理性，工業設計要同時具備人文和自然雙重色彩。

其次，緊密聯系美學內容。盡管工業設計工作的中心偏向工業，但在設計過程中對設計師的美學認知和應用能力有很高的要求，需要設計師具備一定的美學工地，儲備了有關美學學科的知識。單從工業設計的角度來看美學，兩者之間難以建立緊密聯系，但基于生活的角度分析工業設計與美學關系，兩者又有著千絲萬縷的聯系，為了保證產品最終形態的藝術性和美觀性，在現代工業設計中應用仿生技術時有必要融合美學設計內容。

最后，巧用科學邏輯思維。相比傳統民用設計，現代工業設計最大的不同在于其在設計過程中充分使用了科學邏輯思維，探索如何更好地融合仿生設計技術與藝術，以便更好地解決一直存在于工業設計中的障礙。與此同時，在現代工業設計中恰當地運用仿生技術能提升整個產品設計的科學性、功能性和邏輯性，科學邏輯思維的存在能有效確保產品設計各環節參數的縝密度，促進工業設計朝綠色、穩定的方向發展。

4結束語

總而言之，盡管現代工業設計與仿生設計屬于完全不同的兩個領域，但以恰當的方式結合應用有助于實現工業設計水平的全面提升。在現代工業設計中應用仿生設計手法能提升產品結構水平，同時讓材料層面更好地滿足產品使用者的實際需求，合理運用仿生設計手段，實現由內到外的整體設計，加快仿生設計在工業設計領域的發展。

參考文獻

[1] 嚴婷婷，秦旭光.形態仿生設計在軌道車輛工業設計中的應用[J].內燃機與配件，2018（7）：234-235.

[2] 朱金濛.淺談工業設計中仿生設計的應用[J].明日風尚，2018 （5）：68.