工業(yè)設計仿生設計困境及策略探討

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摘要：工業(yè)設計領域運用仿生設計方法，可以使工業(yè)設計具有仿生學特點，并且進一步促進工業(yè)設計領域快速發(fā)展。在運用仿生設計方法時，包括具象、抽象、功能以及結構和材料等方法，合理運用到工業(yè)設計中，避免工業(yè)設計出現(xiàn)問題，如注重外型、未體現(xiàn)出交叉學科的特點等。文章圍繞仿生設計在工業(yè)設計領域的困境及實施的策略展開討論，為合理應用仿生設計提供參考依據(jù)。

關鍵詞：仿生設計；工業(yè)設計領域；困境；策略

引言

醫(yī)學和工程等是較早應用仿生設計的領域，如在飛行器的發(fā)明過程中，設計師通過模仿鳥類飛行方式，使飛行器具備飛行的能力[1]。在工業(yè)設計領域應用仿生設計，需要設計人員掌握不同的設計方法，根據(jù)工業(yè)設計的實際情況，合理運用設計方法，從而提高仿生設計在工業(yè)設計的應用水平。

1仿生設計的概念及運用

1.1概念

仿生設計融合仿生學和設計學等知識，并在運用過程中，會涉及到其他學科，包括數(shù)學、生物學以及物理學等。由于仿生設計涵蓋較多的學科，研究范圍相對較廣，現(xiàn)階段無法定義仿生設計概念，并且未能有效劃分仿生設計的研究內(nèi)容[2]。

1.2運用

我國工業(yè)設計領域中，已經(jīng)嘗試運用仿生設計，并借鑒已經(jīng)獲得良好應用的案例，這在有助于提高工業(yè)設計水平的同時，還能針對實際問題，設計人員通過自然界獲得靈感，利用仿生設計解決實際問題。

2工業(yè)設計領域常用的仿生設計方法

2.1具象仿生

具象仿生方法是模仿自然界中動物的外形，在設計中將外形進行縮放，通過縮放控制外形的比例，使外形符合使用需求，再將電子元件放入到縮放的外形中，使工業(yè)產(chǎn)品具備仿生功能。

2.2抽象仿生

抽象外形方法是對生物外形進行詳細的觀察，抓住生物外形的特點，將外形特點融入到設計中，使設計出的產(chǎn)品更加簡約，最終制作成抽象仿生產(chǎn)品。

2.3功能仿生

將生物的某種功能融入到工業(yè)設計中，是功能仿生的主要特點，使工業(yè)產(chǎn)品具備生物的某種功能。

2.4結構仿生

結構仿生是仿生設計中應用較為廣泛的方法，該方法模擬出生物的內(nèi)外結構，利用生物的內(nèi)外結構特點，使工業(yè)產(chǎn)品具有生物的結構特點。

2.5材料仿生

材料仿生是仿生設計方法中重要的組成部分，通過材料仿生可以掌握生物內(nèi)外組織材料的特性，并將該特性融入到工業(yè)產(chǎn)品中，使工業(yè)產(chǎn)品的外部形態(tài)具有生物材料特點。

3仿生設計在工業(yè)設計領域中的應用困境

3.1產(chǎn)品設計只注重外型模仿

在工業(yè)設計領域應用仿生設計時，由于設計人員未能理解和掌握仿生設計方法，致使具象仿生、抽象仿生等方法未能獲得良好的應用效果，導致工業(yè)設計產(chǎn)品只能模仿外型，無法提高工業(yè)產(chǎn)品的實用性能力。此外在進行工業(yè)設計時，由于設計人員具有一定的形象思維，僅模仿動植物的外型，縮放產(chǎn)品的外型，未能使產(chǎn)品具備仿生功能，從而失去工業(yè)產(chǎn)品的應用價值。許多設計人員的設計思維局限在模仿動植物的外型上，只注重外型模仿，未能使產(chǎn)品具備動植物的仿生功能。

3.2設計方法未體現(xiàn)交叉學科特點

工業(yè)設計中應用仿生設計，由于仿生設計涉及較多的學科，每個學科對仿生設計的結構、功能以及材料等都會產(chǎn)生不同的影響。以結構仿生為例，將工業(yè)產(chǎn)品按照一定比例縮放動植物外形，保證縮放后的產(chǎn)品外形中，相關結構未發(fā)生變化，保證工業(yè)產(chǎn)品正常的使用。但是在實際設計過程中，設計人員無法綜合運用設計方法，并且未體現(xiàn)出交叉學科的特點，導致工業(yè)產(chǎn)品特點和功能較為單一，無法獲得預期的設計效果。此外設計人員思維出現(xiàn)局限性問題，無法有效組合運用設計方法，致使產(chǎn)品的完整性水平?jīng)]有提高。

3.3設計思路較為狹隘

現(xiàn)階段許多設計人員在運用仿生設計方法時，由于缺乏對仿生設計深入的了解，致使設計人員設計思路較為狹隘。例如在模仿生物的外部形態(tài)時，若單純地模仿生物外部形態(tài)，無法使產(chǎn)品的外部形態(tài)具有美學特點，還會影響到產(chǎn)品的正常使用。設計人員應合理有效地提取生物外形特點，然后經(jīng)過重組，使產(chǎn)品體現(xiàn)出現(xiàn)代美學的特點，并且為產(chǎn)品融入更多的功能，為用戶提供便利的條件。此外，設計期間應綜合考慮產(chǎn)品的實用性、美觀性等，保證產(chǎn)品的功能滿足使用需求。

3.4營銷宣傳過于夸大

仿生設計應用在工業(yè)設計領域，使工業(yè)產(chǎn)品的功能、性能滿足用戶的使用需求。但是由于仿生設計缺乏統(tǒng)一的標準，設計人員通過模仿生物的外形、材料等，使工業(yè)產(chǎn)品具有仿生特點，再通過夸大的營銷宣傳方法，造成用戶盲目使用產(chǎn)品，進而影響到用戶的使用效果，極大地限制工業(yè)設計的發(fā)展。此外目前工業(yè)設計領域發(fā)展過程中，出現(xiàn)許多同質(zhì)化的產(chǎn)品，未能突出仿生設計的應用價值，不利于仿生設計產(chǎn)品擴大應用范圍。

4仿生設計在工業(yè)設計領域中的優(yōu)化策略

4.1提高仿生設計的系統(tǒng)性

在工業(yè)設計領域應用仿生設計，應制定統(tǒng)一的應用標準，基于標準提高仿生設計的系統(tǒng)性。工業(yè)設計具有工業(yè)技術和藝術相互融合的特點，將仿生設計融入到工業(yè)設計中，會進一步豐富工業(yè)設計的內(nèi)涵，使工業(yè)設計呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展特點，并且在多學科的交叉作用下，要求在工業(yè)設計時，必須通過不同的角度綜合考慮設計內(nèi)容，一方面使工業(yè)產(chǎn)品的形態(tài)、結構以及結構等均能貼近實際生物，真正發(fā)揮工業(yè)產(chǎn)品的仿生作用，幫助人們完成高難度的工作，另一方面有效進行資源優(yōu)化配置，提高資源的利用率，獲得良好的應用價值[1]。例如在設計交通工具時，運用仿生設計方法需要對生物日常的運動行為進行深入觀察，通過觀察掌握生物的行為特點以及具備的功能，將這些特點和功能融入到交通工具設計中，從而提高交通工具的實際應用能力，為人們的出現(xiàn)提供便利的條件。

4.2推進仿生設計多學科融合研究

提高工業(yè)設計水平，需要推進仿生設計多學科融合研究?，F(xiàn)階段許多工業(yè)設計都在積極開展多學科的融合研究，在研究中通過協(xié)調(diào)不同學科的知識和技術，一方面優(yōu)化和完善工業(yè)設計體系，并且消除設計中存在的缺陷，另一方面使工業(yè)設計具備創(chuàng)新能力，促進工業(yè)設計的創(chuàng)新發(fā)展[2]。例如在汽車領域，以仿生概念運用仿生方法設計出的汽車，在設計期間需要融合機械工程、工業(yè)設計以及生物工程等諸多學科，不同的學科在設計中發(fā)揮不同的作用，如生物工程學科將魚的外型結構應用在汽車中，使汽車的外觀體現(xiàn)出流線性特點，汽車在運行時會降低風產(chǎn)生的阻力，從而提升汽車的駕駛性能，并且有效降低能源的消耗。

4.3結合美學觀點突出產(chǎn)品特色

現(xiàn)階段許多工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)同質(zhì)化的情況，為避免工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)同質(zhì)化現(xiàn)象，并且增強產(chǎn)品的創(chuàng)新能力，需要在工業(yè)設計中通過應用仿生設計，結合美學觀點，從而突出產(chǎn)品的特色。例如在設計產(chǎn)品的生物造型時，應保證設計的外型符合用戶的審美。用戶的審美一般來源于自然界和生物，說明審美與自然界存在必然的聯(lián)系。在工業(yè)設計過程中，應深入挖掘生物的自然美學特點，并且使美學特點符合用戶需求，使用戶擁有更多的選擇權，從而吸引用戶使用工業(yè)產(chǎn)品。

4.4運用邏輯、科學的思維進行設計

工業(yè)設計是將技術與藝術相互融合的載體，通過工業(yè)設計使產(chǎn)品的功能性和藝術性均能滿足用戶的使用需求，包括方便性、安全性等。在工業(yè)設計過程中，由于會涉及到不同的學科，每個學科會產(chǎn)生不同的問題，為協(xié)調(diào)各個學科之間的關系，要求設計人員必須運用邏輯、科學的思維進行設計。在工業(yè)設計時要求設計人員應觀察和分析生物的特點，使設計出的產(chǎn)品提高模仿生物的能力，從而利用工業(yè)產(chǎn)品的仿生能力，完成用戶指定的任務。所以在設計中按照邏輯科學的思維，一方面掌握生物的某種特點和功能，將特點和功能充分展現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品上，另一方面梳理各學科之間的關系，保證工業(yè)產(chǎn)品正常的運行。

5結語

在工業(yè)設計領域應用仿生設計時，需要設計人員深入理解和掌握仿生設計概念，根據(jù)工業(yè)設計的實際需求，運用不同的仿生設計方法，既要實現(xiàn)自然與人文深度結合的目的，突顯產(chǎn)品的美學特色，另一方面通過多學科的融合研究，運用科學的邏輯思維設計工業(yè)產(chǎn)品，使工業(yè)產(chǎn)品具備仿生特點、功能以及創(chuàng)新能力，從而滿足用戶的各項需求，促進工業(yè)設計領域可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]段淑君.仿生理念在工業(yè)設計中的困境與突破[J].山東工業(yè)技術，2016（9）：28.

[2]夏青.仿生設計在工業(yè)設計領域的困境及策略分析[J].無線互聯(lián)科技，2015（1）：115.

作者：任坤 單位：鄭州工業(yè)應用技術學院