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仿生学不是属于生物专业的而是工业设计里面的

给你推荐看一些工业设计的资料对你非常有帮助比如莱特兄弟发明的飞机就是利用了仿生学

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工业设计是一门综合性的交叉学科。它研 究的核心是工业时代的象征——产品,是针对 产品的功能、材料、形态、色彩、表面处理、装 饰等诸多因素,从社会的、经济的、技术的角 度进行综合处理。它所涵盖的知识体系包括自 然科学、社会科学、人文科学等众多学科,各 学科的内容及理论体系均对工业设计具有一定 的指导作用与影响。

仿生学(Bionics)以研究生物系统的结构 和性质来为工程技术提供新的设计思想及工作 原理。“仿生学”一词由美国J.E.斯蒂尔提出, 1960年全美第一届仿生学讨论会正式建立了仿 生学学科。40 多年来,其研究范围主要包括: 力学仿生、能量仿生、分子仿生和信息与控制 仿生。形成了数学、物理学、化学、技术科学 与生物学相融合的边缘交叉学科。仿生学所研 究的方向和内容为工业设计在设计思想、设计 理念及技术原理等方面提供了理论与科学的物 质支持。仿生学由此而成为指导与辅助工业设 计工作的一个重要学科,对于工业设计的理论 与实践均具有深远的建设性意义。

一、 仿生学能够从科学、理性的角度为产 品造型提供形态素材与依据,激发设计灵感,是 产品形态造型的重要方法之一。

产品的形态造型是产品设计的核心内容, 产品形态是设计师设计理念的载体。设计师通 过产品形态的设计建立起与产品使用者沟通的 渠道。设计师正是通过对产品形态的构想而融 入自己对设计与产品的理解。

大自然孕育了万物,也包括人类自身。天 生万物,各得其法。根据达尔文物种进化论的 观点,自然界中的万物之所以能够生存、繁衍, 体现了适者生存的法则。其中各个物种的形态 造型必然是其得以生存、发展的重要因素,或 可说物种的形态特点有其符合自然需求的合理 性、优化性与审美的一面。产品是人为的“第 二自然”,它同样也存在着“适者生存”之法, 而自然界中无数的生物形态正是设计师取之不 尽的形态素材。师法自然,进而激发出设计师 的设计灵感与思想火花,汲取自然界中生物形 态优化、合理的一面,将之融入到产品造型中, 也必然使具有生物刑?氐愕牟

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仿生学研究是借助对 象形态的特征,进而启发 我们的构思,发挥想象力, 进行再创作的造型方法。 1505 年达·芬奇曾模仿蝙 蝠的构造构想、绘制了飞 行器的设计草图,后经400 余年的研制,美国的莱特 兄弟终于借助前人的努力, 圆了人类飞上蓝天的梦想。德国著名的设计大 师克拉尼依据仿生学原理设计的交通工具、照 相机等产品,把仿生形态造型的设计提高到新 的境界,形成独特的造型风格,至今不衰。民间 艺术、装饰艺术领域仿生造型的应用更为广泛, 创造艺术作品更是不胜枚举。

二、仿生学研究生物系统结构与性质的学 科内容为工业设计提供了坚实的工程原理、技 术与结构等方面的物质支持,是设计得以构想、 展示、实施有力的科学和理性依据。

设计师的灵感往往源于自然界。达·芬奇在 16世纪时写道: 人类的灵性将会创造出多样的 发明来,但是并不能使得这些发明更美妙、更简 洁、更明朗; 因为自然的物产都是恰到好处的。 但是,仿生学对设计的意义并非仅仅是对自然 的模仿,而是透过自然的现象探究自然系统背 后的机制,即生物工程技术与工作原理,然后为 设计的构想敞开一片广阔的领域,为设计的实 施提供理论与技术的支持,最终达到造福人类 这一根本目的。

三、仿生学在设计中的运用能够提升设计 融入自然系统的可能性,增加产品与自然间的 亲和力,体现出设计师对自然的尊重与理解,建 立起“绿色、生态、系统化”的设计思想。

仿生学设计的一个最大特点便是设计的自 然亲和力。在设计中,由于仿生对象的自然属 性,使得设计也必然或多或少地映射出同自然 千丝万缕的联系,大自然的某些合理因素在设 计作品上得到了特定意义的体现,或可说设计 里蕴含着“自然”,有自然的“影子”。产品是设 计师创造的“第二自然”,使这种人为的“第二 自然”同“第一自然”间取得某种协调与统一, 使“第二自然”更好地融入到“第一自然”中, 客观上也决定了采用仿生设计的可行性与合理 性。同时,设计作品是设计师内心世界的展示, 运用仿生学的设计也体现出设计师对所处自然 的理解和尊重,是设计师热爱自然、热爱生活 的最好表现。设计师的职责不是去破坏自然,而 是力图通过设计来营造更加和谐、完美的绿色 生态系统。

仿生学在工业设计中的运用

Application of Bionics in Industrial Design 左铁峰 Zuo Tiefeng

例如,飞机高速飞行时,机翼受气流的冲 击常发生颤振,从而导致机翼断裂,机毁人亡。 仿生学家从蜻蜓翅膀上的黑色翅痣想到了配重, 于是给飞机机翼上装了配重。从此,飞机的此 类事故大大减少,完善了航空空气动力学,对 飞机的设计具有重大意义。再如,对响尾蛇的 四、运用仿生学进行设计,有助于设计师 研究,形成了红外传感技术,对军工产品的设

“借景生情,借物咏志”,赋予设计作品更多的 计更具指导意义,成为许多武器设计构思的理 精神与文化内涵,从而产生丰富多彩的个性化

论基石。设计与趣味化设计。

运用仿生学设计,无形当中为设计师找到 了一把开启周围世界的钥匙,为设计打开了一 个更广阔、更具发展的空间——自然空间,拉 近了产品与客观自然的距离。

仿生学研究形成的生物工程技术激发了设计 师的设计灵感,而设计的物化过程更需要技术的 铺垫与支持。可以说,没有技术支持的设计只能 使设计停留于概念与设想,不具有现实意义。

自然界的万物千姿百态、变化万千,是我们 取之不尽的灵感源泉,除了形态、机能等物质素 材外,更蕴含着哲理与真谛。种子的破土发芽象 征新生命的开始,向日葵的向光性表现时间的流

ART&DESIGN

2004年/5 总第133期

Forum on Art and Design逝,萤火虫尾部的光隐喻黑暗中的光明,猎豹的 飞奔更是速度的展示。自然万物中的一切都为 设计师设计思想的表现找到物的载体,借景生 情,借物咏志,以此来抒发自己赋予设计的情 感、见解、观念和主旨。

1 9 9 4 年,阿勒萨德罗·蒙蒂尼设计的 “Annag”瓶塞钻。产品造型宛如一位翩翩起舞 的长裙女子,造型优美,活泼生动。此产品造型 将开启美酒同女子起舞联系在一起,可谓匠心 独具,富有浪漫色彩。设计师的设计理念是借助 仿生对象的特定含义与形象象征意义,一年卖

出 40000 多件的成绩,足见大众对其的认可。 当然仿生学在工业设计中的运用也有个 “度”的问题,也存在着适宜的方式、方法,有

原则性的思想为指导,决不是不分对象、不分目

的的信手拈来之作。 五、仿生学在工业设计中的运用,把握、探

究仿生对象的生物系统原理是实施的基础,发 挥设计师的设计能动作用是解决问题的关键。

工业设计是一项庞杂的系统工程,设计理 念是工业设计的核心内容,它决定着设计的性 质、设计的方向与设计的结果。设计理念在设计 中的核心地位决定了无论是社会科学、人文科 学还是自然科学,对于设计而言,都应以设计理 念为指针,服务于设计,为设计所用。但是,这 种“所用”决不是简单的拿来主义,更不是形而 上学地、机械地照搬。就仿生学而言,应是以一 种提炼、扩展、升华的态度来正确处理仿生学与 设计的关系,源于自然而高于自然,这与仿生学 的研究目的(理解、解读生物系统的工作原理,

以实现特定功能为中心目的)是一致的。在设计 工作中,发挥设计师的主观能动性,创造性地运 用仿生学的科学理论,才是真正意义上对仿生 学行之有效的运用。

事实上,单纯地复制生物组织会导致平庸 的设计作品。想想人类制造飞行器方面种种失 败的设想。怀特兄弟成功地跨越了这一难关,他 们并不是简单地模仿鸟类的姿势,而是考察了 鸟儿在升降和滑翔时的微妙状态,然后将其移 植到有着固定机翼的飞机上。同样,模仿鱼类在 水中自由沉浮而设计的潜水艇,也并不是照搬 鱼类的鱼鳔,在潜艇内安置一个气囊,而是利用 鱼沉浮的原理设计了给排水系统来实现“水中 畅游”这一构想。问题的关键在于设计师必须理

解、体会仿生对象生物系统原理的 实质。

仿生学的目的不在于复制每一 个细节,而是要理解生物的系统的 工作原理,评定其机能关系、适应 方法、存活方法和自我更新的方法。 把生物系统中可能应用的优越结构 和物理学的特性结合利用,这样不 但使设计趋于合理,而且还可能得 到在某些性能上比自然界形成的体 系更为完善的仿生设计来。

六、在仿生学的运用中,设计 对象与仿生对象之间应具有某种相 关性与互动性因素,符合人的认知 习惯、认知心理,师法得体。

对于仿生学的运用,小到模仿 生物的形态,大到生物的生理机制, 这种模仿的前提来自人们对于某种 生物的认知。人类的认知往往带有

一种惯性。对于某种事物的认知常会形成一种意 识或概念,进而将这种意识或概念转移到与之相 关的事物上,潜意识里以先前形成的“认知概念” 理解、判断、接受与之相关的新事物(第一次接 触到)。把仿生学运用于工业设计,设计师必须 理解、关注人类的这种认知规律,慎重地、有选 择性地面对仿生对象,把握、处理好设计对象与 仿生对象之间的关系,师法有据,师法有理,避 免使设计产生歧义。

同时,就学科间的关系而言,打破学科间的 界限,互为补充、互为所用是现代科学走向学科 系统化、体系化的一个重要方面。但学科间的借 鉴、补充是以学科的相关性与互动性为前提的, 二者之间需具备一定的“共性”、“共识”,仿生 学与工业设计学科间的关系也不例外。

例如,美洲虎给予人的认知是速度与野性,

模仿其生态特点设计而成的美洲虎汽车也自然 会让人联想到该车的高速与驾驶的刺激。这种 仿生设计便是恰当的,也是合乎情理的。日本 GK工业设计事务所为山叶公司设计的模仿“奔 牛”形态的摩托车,菲利普·斯塔克设计的模仿

“章鱼”形态的榨汁机等,这些设计成功地把握 了设计对象与仿生对象间的相关性与互动性因 素,符合人们的认知心理,从而使设计被大众所 理解、接受,成为优秀设计的代表。

七、在工业设计中,仿生学的运用须兼顾到 “人的差异性”因素。对于同一事物,人们认识 上的差异是仿生学运用是否恰当、合理、合情不

可忽视的重要方面。

地球由五大洲、四大洋组成。生活地域、民 族、宗教、文化背景、历史时代等诸多因素决定 和影响着人们的世界观、人生观和价值观。人类 自身的差异性表现在对事物的认识上也会存在 差异。

在中国,龙被作为图腾而得到崇敬与膜拜。 封建社会的最高权力者皇帝也称自己为真龙天 子,以此来确立自己不可动摇的神圣地位。因此 在中国,龙的图案和造型或模仿龙形的器物也 被人们视作皇权、地位、身份的象征,决不能容 有半点诋毁和不敬之举。而在古埃及,被崇拜和 信奉的图腾则是太阳。最高权力者法老称自己 为太阳神的化身。对于古埃及人来讲,太阳的象 征性与特殊性使得具有“太阳”性质的图案与器 物的造型也存在着与中国相同的情形。

因此,工业设计师将仿生学运用于设计,决 不能也不应该将这种运用单纯化、理想化,不能 仅从设计师本人的设计理念出发,要因地制宜、 因人而异,充分了解设计服务人群所处的地域 和对象的心理等因素,了解因这些因素而导致 的对于事物认识上的差异性,恰当、合理地选择 仿生对象。设计不是设计师简单的个人行为,设 计中的创造性、创新性应有针对性、目的性,这 既是使设计得以接受的重要因素,也是设计师 的职责之一,是设计工作复杂性的体现。

科普作家杰宁·贝纳斯在她的著作《仿生 学》中写道:“和工业革命不同,仿生学革命带 来的不是一个我们从自然界中攫取什么的时代, 而是我们从自然界中学习什么的时代。”随着人 类对仿生学研究不断地深入,作为对工业设计 作用与影响较大的一门学科,它带给工业设计 的将会是更为广阔的空间、更为深刻的设计内 涵,同样也会带给人类更多的机遇与精彩。