产品仿生设计三思
陈汗青 余森林
【摘要】:论文主要从形态,功能,结构,界面来阐述仿生,倡导工业设计师在师法自然的设计哲学的指导下,创造人,机器,自然和谐共生的对话平台.
【关 键 词】:仿生,界面,和谐与共生
神奇的大自然向人类展示着精妙绝伦的生命形态和绚丽的色彩,同时还无声地阐释了自然界的生存哲学——和谐与共生,这种哲学使自然界到处充满了活生生的"优良设计"实例,有的机能完备,让人叹服;有的结构精巧,用材合理;有的美不胜收,让人爱不释手;有的甚至是根据某种数理法则形成,它合乎"以最少材料"构成"最大合理空间"的要求.这些生物的奇特本领耐人寻味,使人浮想连翩.我们在赞赏之余,能否从这些精妙的"设计"中获取设计的灵感呢 回答是肯定的.
一,历史上的仿生
人类在遥远的岁月能从自然中领悟到自身生存发展的真谛.中国的古文明史中就留下了许多模仿自然的痕迹.从原始人构筑的人首龙身,人面鸟身等"人心营构之象",到生活中以牛,猪,鹰等为原型的实用器皿;从神话中的羽化飞升,到春秋时期的鲁班"悟"到了锯子的原理.这些造物现象都体现古人朴素的仿生思想.国外亦然,达芬奇在大约公元1500年,就完成鸟翅模型,画了一系列的无法实现的飞行设备草图,这便是现代直升飞机的趋形.
由此可见,人类师法自然的思维由来已久,这种思维引导的产品仿生设计可作为人与自然的锲合点,使人与自然达到高度的和谐统一.
二,现代产品设计中的仿生
现代社会文明的主体是人与机器.人类在这种文明所导致的生态失调状况下开始反思并力求寻找新的出路,建立人与机器,生态自然与人造自然之间新的平衡.师法自然的仿生设计就是一种良策和新理念.德国著名设计大师路易吉·科拉尼曾说:"设计的基础应来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中".这话道出了自然界是蕴含着无尽设计宝藏的天机.
归纳现代工业设计中的仿生,其主要表现在以下几个方面:
1,形态的仿生
形态有具象和抽象之分.具象形态是透过眼睛构造以生理的自然反应再现事物,因此它具有亲和性和自然性,但由于其形态复杂,一般不宜应用于工业产品.抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质特征.这种"心理"形态经过联想和想象把形浮现在脑海中,经过人主观的联想后能产生变化多端的形.归纳起来抽象的仿生形态具有以下特征:
1)形态高度简洁,概括
形态高度的简化性和概括性,指的是形态本质的抽象表现.通过科学分析一切形态的本质都是一种内力的运动变化.这种变化是产生形态的根据.在研究形态时,设计者从知觉和心理角度有意无意地都把形态的内力运动变化感受为生命活力,再通过形态抽象变化,用点,线,面的运动组合来表现生命活力.因此,形式上表现为简化性,而在传达本质特征上表现为高度的概括性.
这种形式的简化性和特征的概括性,正好吻合现代工业产品对外观形态的简洁性,语意性的要求,因此,它大量的应用于现代产品设计.
2)形态联想丰富
抽象仿生形态作用于人时,产生的"心理"形态必需生活经验的积累,经过联想和想象才产生.因此,它充分地释放了人无限想象力.同时因人的生活经验不同,经过个人主观喜好联想产生的"心形"也不尽相同,因此这种形态产生的生命活力的自然丰富多彩.
3)抽象形态多样化
设计者在对同一具象形态进行抽象化的过程中,由于生活经验,抽象方式方法以及表现手法不同,因此抽象化所得的形态有多种.
具象仿生仅模仿生物表层,思想性和艺术性的含量相对低一些;抽象仿生集中于提炼物体的内在本质,是一种特殊的心理加工活动,属于高层次思维创造活动,它侧重揭示物体的理念内涵.因此,现代高精尖的工业产品多应用抽象仿生.
2,功能,结构,材料的仿生
人们发现,动植物的某些方面的功能,远远超越了人类在此方面的科技成果.随着仿生学的深入,人们还从生物的结构和肌理中也得到启发,学习与借鉴它们内秉的组织方式与运行模式来可以创造出"以最少材料"构成的"最大合理空间".
例如蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由 3 个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的菱形钝角 109 ° 28 '和锐角 70 ° 32 '完全相同,是最节省材料的结构,且容量大,极坚固,令许多专家赞叹不止.人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大,重量轻,不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机,宇宙飞船,人造卫星等的理想材料.
今天,研究和应用生物系统的优异结构和功能,已经成为科技革新的有效途径之一.
3,界面仿生

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