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大自(zi)然的(de)世界,
是形狀的(de)天地、物質的(de)結晶。
自然(ran)界(jie)的(de)無窮(qiong)信息傳遞給(gei)人類,
然后啟發人類的智慧,
豐富了人類的技能。
而仿(fang)生設(she)計是設(she)計師
塑造(zao)產品(pin)形態(tai)的(de)重(zhong)要方(fang)法之(zhi)一(yi),
體現出(chu)設計師對自然的尊重與理解,
形成了“綠色、生態、系統化”的設(she)計思(si)想。
那么今天,
咱們就(jiu)從設(she)計的角(jiao)度(du)向大(da)家解析(xi)仿生設(she)計。
一、仿生設計學含義
仿生設計學,亦(yi)可稱之(zhi)為(wei)設計仿生學,
它(ta)是(shi)在仿生學(xue)和設(she)計學(xue)的基礎上(shang)
發展起來(lai)的一門新興邊緣學科,
主要(yao)涉及(ji)到數(shu)學、生物學、電子學、
物理學、控制論(lun)、信(xin)息論(lun)、人機學、
心理學(xue)(xue)(xue)、材(cai)料(liao)學(xue)(xue)(xue)、機械學(xue)(xue)(xue)、動力學(xue)(xue)(xue)、
工(gong)程學、經濟學、色彩(cai)學、
美(mei)學(xue)、傳(chuan)播學(xue)、倫理學(xue)等相關學科。
仿生(sheng)(sheng)設計學與舊(jiu)有(you)的仿生(sheng)(sheng)學成果應用(yong)不同,
它是以自然界萬(wan)(wan)事萬(wan)(wan)物的
“形(xing)”、“色”、“音”、“功(gong)能(neng)”、“結構”
等(deng)為研究對象,
有(you)選擇地(di)在(zai)設計過程(cheng)中應用
這(zhe)些特征原(yuan)理進(jin)行的設(she)計(ji),
同時結合仿生學的研(yan)究成果,
為設計提供(gong)新(xin)的思想、新(xin)的原理、
新(xin)的(de)方法和新(xin)的(de)途徑。
在某種意義上,
仿(fang)生設(she)計學可以說是仿(fang)生學的(de)延續和發展,
是仿生(sheng)學研究成果在人類生(sheng)存方(fang)式中的反映。
二、研究內容
仿生設計學研究范圍非常(chang)廣泛(fan),
研究內容(rong)豐富多彩,
涉及到自然科學和(he)社會科學的許多(duo)學科,
因(yin)此也就很難對仿生設(she)計(ji)學的研究內容進(jin)行劃分,
歸納起來(lai)。
仿生設計學的研究內容(rong)主(zhu)要有:
研究(jiu)的是生物體
(包括(kuo)動物(wu)、植物(wu)、微生物(wu)、人類)
和自然界物(wu)質存(cun)在(zai)
(如日、月、風、云、山、川、雷、電等)
的外部形態及其象征寓意,
以及如何通過(guo)相應的藝術(shu)處理手法(fa)
將應用于設計之中。
主要(yao)研究(jiu)生物體和自然界物質(zhi)存在的功能原理,
并用這(zhe)些原理去(qu)改(gai)進現有的
或建造新的技術系統,
以促進產(chan)品的更(geng)新換代(dai)或新產(chan)品的開(kai)發。
研究(jiu)生物體的視(shi)覺器官對圖(tu)像的識別,
對境設計之中分拆與處理(li),
以及相應的視(shi)覺流程:
他廣泛(fan)應用于產品(pin)設計、
視覺傳達(da)設(she)計和(he)環(huan)境(jing)設(she)計之(zhi)中。
主要研究生物體和自然界物質存在的
內部結構原理在設計(ji)中的應用問題,
適(shi)用于產(chan)品設(she)(she)計和建筑(zhu)設(she)(she)計。
研究(jiu)最多的(de)是植(zhi)物(wu)的(de)莖、
葉以及動物形體、肌(ji)肉、骨骼(ge)的結構。
從國內外仿生設計(ji)學的發(fa)展情況(kuang)來(lai)看(kan),
形(xing)態仿生設計學和功(gong)能(neng)仿生設計學
是目前研究的(de)重點。
三、仿生設計學的特點
作為(wei)一門新興的邊緣交叉學科,
仿生(sheng)(sheng)設(she)計學具有某些(xie)設(she)計學和仿生(sheng)(sheng)學的特(te)點,
他(ta)又有別于這兩門學科(ke),
具(ju)體(ti)說來。
仿生設計學具有(you)如下特點:
是(shi)現(xian)代設計學的一(yi)個分(fen)支、一(yi)個補充。
同其它設(she)計學科一樣,
仿生設計學亦(yi)具有它們的共同(tong)特性-藝術(shu)性。
鑒于(yu)仿(fang)生設(she)(she)計學是以一定的設(she)(she)計原理(li)為基(ji)礎、
以(yi)一定的仿生(sheng)學(xue)理(li)論和研究成果為依(yi)據,
因此(ci)具有(you)很嚴謹的科(ke)學性(xing)。
為(wei)設計服(fu)務(wu),為(wei)消(xiao)費者服(fu)務(wu),
同時(shi)優秀的仿生(sheng)設計(ji)作品亦(yi)可(ke)刺(ci)激消(xiao)費、
引(yin)導消費、創造消費。
為(wei)理(li)論依據的仿生設計作品(pin)
都可以在自然界(jie)中(zhong)找到設(she)計的原型,
作(zuo)品在設計(ji)、投產、銷售過程中
所遇到的各種問題
又可以促進仿生設計(ji)學的研究與發展。
仿(fang)生學的研究(jiu)對(dui)象是無限(xian)的,
仿生設計學的(de)研究對象亦是無限的(de):
同理,仿生設(she)計(ji)的原型也是無限的,
只要潛心研(yan)究(jiu)大自(zi)然,
我(wo)們(men)永遠不會有江郎才盡的一天。
熟悉和運用仿生設計(ji)學,
必須具備一定的數學、生(sheng)物學、電子學、
物理學(xue)、控(kong)制(zhi)論、信息論、人機學(xue)、心理學(xue)、
材料學、機械學、動力學、工程(cheng)學、
經濟學、色彩學、美學、傳播學、
倫理學等(deng)相(xiang)關學科的基(ji)本知識。
要深(shen)入研究和了解仿生設計(ji)學,
必須在設計學的基礎上,
既要了解(jie)生(sheng)物學、社會科學的基礎知識,
又(you)要對當前仿生學的(de)研究成果有清晰的(de)認識。
它是產生于幾(ji)個學科交叉點上的一種(zhong)
新型交(jiao)叉學科。
四、仿生設計學的研究方法
首(shou)先從自(zi)然(ran)中選取(qu)研究(jiu)對(dui)象,
然后依(yi)此對象建立各種(zhong)實體模(mo)型(xing)或虛擬模(mo)型(xing),
用各種技術手段
(包括材料、工藝、計算機等)
對它們進行研究(jiu),
做出定量(liang)的(de)數(shu)學依據(ju);
通過對(dui)生物體和模型定性的、
定量(liang)的分(fen)析,把生物體的形態、
結構轉化(hua)為可以利用在技術領域的抽象功能,
并考慮用不同的物質(zhi)材料(liao)
和工(gong)藝手段創造新(xin)的(de)形(xing)態和結構。
從功能出發,
研究生物(wu)體結(jie)構形態(tai)一制(zhi)造生物(wu)模型。
找(zhao)到(dao)研究(jiu)對象(xiang)的生物原理,
通過對生物的感知,
形成(cheng)對生物體的感性認(ren)識,
從功(gong)能出發,研究生物的結構形態(tai),
在感性(xing)認識(shi)的基(ji)礎上,除(chu)去無關因(yin)素,
并加以簡(jian)化,提出(chu)一(yi)個生物模型。
對照生物原型進行定性的(de)分析,
用模型(xing)模擬(ni)生物(wu)結構(gou)原理(li),
目的(de)是研(yan)究生物體本身的(de)結(jie)構原理。
達到抽象功能(neng)一制造技(ji)術模型
根據對生物(wu)體(ti)的分析(xi),
做出定(ding)量(liang)的(de)數學依據(ju),
用各(ge)種技術手段(包(bao)括材料、工(gong)藝(yi)等)
制造出可以(yi)在產品上進行實驗的技術模型,
牢牢掌握量(liang)的尺(chi)度,
從具象(xiang)的形態和結構中,
抽象(xiang)出功能原理。
目的是(shi)研究和發展技術模型本身。
建立好(hao)模型(xing)后,
開始對它們(men)進行各種可(ke)行性(xing)的分析與研究(jiu);
1.功能性分析
找到研(yan)究對(dui)(dui)象的(de)(de)生物原理,通(tong)過對(dui)(dui)生物的(de)(de)感(gan)知,形成(cheng)對(dui)(dui)生物體的(de)(de)感(gan)性(xing)認識(shi)。從功(gong)能出(chu)發,對(dui)(dui)照生物原型進(jin)行定性(xing)地(di)分析。
2.外部形(xing)態分析(xi)
對生物(wu)體的(de)外部形態分析,可以是抽象的(de),也可以是具(ju)象的(de)。在此過程中(zhong)重(zhong)點(dian)考慮的(de)是人機工學、寓(yu)意、材料與加(jia)工工藝等方面的(de)問(wen)題。
3.色彩分析
進行(xing)色(se)彩的(de)分(fen)析(xi)(xi)同時,亦要(yao)對生物的(de)生活(huo)環境進行(xing)分(fen)析(xi)(xi),要(yao)研究(jiu)為什么(me)是這(zhe)種(zhong)色(se)彩?在這(zhe)一(yi)環境下這(zhe)種(zhong)色(se)彩有什么(me)功能?
4.內部(bu)結(jie)構分析
研究(jiu)生物的結構形態,在感性認識的基礎上,除(chu)去無關(guan)因素,并(bing)加以簡化(hua),通過(guo)分析,找出其在設計(ji)中值得借鑒(jian)合理用的地(di)方。
5.運動規律分析
利用(yong)現有的高科技(ji)手段,對生(sheng)物體的運(yun)動規(gui)律進行研(yan)究,找出其(qi)運(yun)動的原理(li),針(zhen)對性(xing)的解決設計工程中的問(wen)題(ti)。
另外我們(men)還可(ke)以就生物體的(de)其它(ta)方(fang)面
進行各種可行性分析學(xue)習;
得知仿生生物學對(dui)于我(wo)們
目(mu)前在設計方面還有很(hen)多學習的地方。