论“仿生学原理”在工业设计中的应用研究

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时间:

2021-09-03 10:40:19

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【摘 要】所谓“仿生学原理”就是指利用大自然中生物的结构和特点为基础,研发出新型的科学技术、方法和产品,并能体现出所模仿的生物物种一样的功能。工业设计(Industrial Design)它是一门可以提高人们生活水平以及和科学技术有关的新兴学科,作为工业设计的重要组成部分,“仿生学”为工业设计提供了更多的设计思想、理念、原理,有利于工业学的发展和进步。本文从仿生学和工业设计的定义出发,讨论了“仿生学原理”在工业设计中的应用研究。

【关键词】仿生学 工业设计 颜色仿生 结构仿生

所谓“仿生学原理”就是指利用大自然中生物的结构和特点为基础,研发出新型的科学技术、方法和产品,并能体现出所模仿的生物物种一样的功能。“仿生学”自提出以来,得到了迅速的发展。该研究所涉及到的领域极广,例如:力学仿生、分子仿生和信息功能仿生等。“仿生学”属于一门边缘交叉的学科,该学科体系混合了数学、物理学、生物学等多个学科的知识[1]。作为工业设计的重要发展学科,“仿生学”为工业设计提供了更多的设计思想、理念、原理,有利于工业学的发展和进步。

1 工业设计的定义

工业设计(Industrial Design),是W·GrOPius首次提出的,是一门可以提高人们生活水平以及和科学技术有关的新兴学科,在科学的发展中,具有重要的意义。关于工业设计的定义,许多学者都提出不同的意见,但无论哪种概括,都未能体现出它作为一门新兴学科的历史地位及作用。国际工业设计协会联合会(ICSID)关于工业设计的概念最为全面:工业设计是一种创造性的人类活动,它是根据设计人的经验、知识、感觉、技术等将工业产品的材料、结构、色彩、装饰等属性给予新的特点[2],设计出来的工业产品。它的功能主要体现在两方面:一是实用的工业产品,符合人类生活的需要,为提高人类的生活水平做贡献。二是艺术工业品,能够满足人类的精神需求,提高人类对于艺术的认识,追求美和欣赏艺术。

2 “仿生学原理”在工业设计中的具体应用

(1)颜色仿生。工业设计的“仿生学原理”具体应用包括颜色仿生原理,世界是由一个五彩缤纷的事物组成的,根据光反射原理,我们能够看见蓝天、白云、红花等丰富的世界,而这些色彩斑斓的事物,正是构成大千世界的最重要的元素。所以,在工业设计上就诞生了颜色仿生原理,从植物或动物中获取可用的颜色素材,将自然的颜色赋予工业设计中。根据人的视觉经验,强烈的色彩会震撼视觉神经,从而引起一系列的神经活动[3]。现代社会,是一个充满感性时尚、色彩鲜明的时代,人们追求颜色带来的冲击感和即视感。生物颜色的运用,对工业产品特征的展现以及它的用途具有更好的表达效果,能够进一步丰富产品语言,以及产品所要表达的意义和作用。

(2)形态仿生。形态仿生就是以动物或植物的外观作为设计依据,将生物外观特征赋予在设计中,再现出一种视觉效果。早期的仿生原理,主要是模拟动物或植物的外形,进行一种外观在现。例如,飞机就是根据鸟的外形进行仿生设计的,作为模拟鸟类产生的飞行器无疑是仿生学较早的成果。形态仿生在模拟出生物的外观时,提取某种生物较为独特的属性,作为产品的设计理念,经过设计师的重新组合和转变,形成一种全新的体现出该项产品的独特美感与特征,再将产品设计理念和设计目的进行整合,最终体系出其设计价值。

(3)结构仿生。所谓结构仿生就是某种工业产品按照生物的内部结构、器官功能、自然属性等,传达一种有关该功能的仿生技术。例如,1680年意大利发明家博列发现大部分鱼类都能依靠鳔来调节身体的重量,从而在水里能够自由的上下游动。当鱼要浮起来,肌肉就会松弛,鳔就变大,鳔内空气就会增加,鱼所受到的浮力就会越大,鱼就会变大。如果肌肉收缩,鳔变小了,浮力减小,鱼就下沉。鳔内的气体变化导致鱼的体积变化,最终导致鱼的游动变化[4]。根据鱼鳔的工作原理,博列里制造了一艘潜水艇。现代潜水艇更是将鱼的仿生原理发生到极致,增强了潜水艇的潜水功能。

结语

随着科技的发展,现代工业设计的领域和范围正逐渐扩大,而且仿生技术也得到了进步。将仿生技术应用于工业设计,有利于提高工业设计的水平,实现设计上的创新,不仅是在产品外观上,还是在产品的功能上的创新。这种创新有利于满足人类对于“美”的追求,通过模拟其它生物外观的颜色、肌理,开发出工业产品审美的新高度。作为一门综合性学科,工业仿生学未来的前景不容小觑,值得设计者和科学人员的探究。

参考文献

[1]简召全.工业设计方法学[M].北京:北京理工大学出版社,1993.

[2]许喜华.工业造型设计[M].浙江:浙江大学出版社,1986.

[3]黄余平.百年汽车图集[M].北京:人民交通出版社,1993.

[4]陈道春.仿生学与工业设计产品[J].艺术设计论坛,2004,(10):20 -21.

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