工业设计中仿生设计的应用研究论文_洪波,宋雪溶

工业设计中仿生设计的应用研究论文_洪波,宋雪溶

洪 波 宋雪溶

(中南林业科技大学涉外学院,湖南,长沙,410211)

【摘 要】为了满足现代人多样化需求,设计师纷纷将设计投向了自然界,从自然界中获得设计灵感,这就出现了仿生设计,仿生设计应用较多,尤其是在工业设计中有广泛应用,也成为了现代工业设计最流行的设计理念。因此,本文将从仿生设计与工业设计基本情况入手,结合两者之间的关系,重点研究工业设计中仿生设计的应用。

【关键词】工业设计;仿生设计;应用

前言:

从古至今一直都有设计的存在,由于设计角度的不同,也就出现了不同的设计理念与风格,仿生设计就是基于实用朴实发展起来的设计风格,它是对自然界生物的模仿,在为人们服务的同时,提醒人们注意环保,学会与自然和谐相处。现阶段,仿生设计被广泛应用于工业设计,给人类生产生活带来很大影响。

一、仿生设计与工业设计概述

所谓的仿生设计实际上就是模仿自然界生物与特征,模拟自然界体态与感官,将其应用到设计中,让所设计出来的产品带有自然特性。工业设计就是设计师运用自己的创新思维,设计出满足人们精神需求的产品,在一定程度上也就意味着工业设计较为复杂,其中所包含的知识也很广泛,工业设计不仅要求实用性,更要求艺术性,它所涵盖的内容也很多,不仅有生活消耗品,还包括相应的环境设计,这也就意味着仿生设计在工业设计中能够得到很好的发展[1]。

二、仿生设计与工业设计之间的关系

仿生设计并非完全按照生物原型创造,它只是将生物原型作为依据,并以此为基础利用创造性思维设计产品,这就需要设计师对某个生物的特性有全面的认识,进而将其抽象化,最终实现创新设计的目的[2]。仿生设计只是解决生物的某些特征,而非所有设计都来自生物个体,工业设计师也只是从生物个体上挑选出自己需要的形态进行设计,以便满足工业设计需求,这样就可以设计出更让人满意的工业产品。

三、将仿生设计应用到工业设计中的方法

首先,应确定模仿是的局面还是整体,也就是说在仿生设计中是局部仿生还是整体仿生;其次,选择合适的仿生原型,确定仿生的需求点,主要是对生物的哪一种特征进行模仿;再者,明确仿生类型,是静态仿生还是动态仿生;最后,确定仿生来源,所模仿的是一个生物还是多个生物,模仿的是一个生物的一个特点,还是一个生物的多个特点等。这些都是仿生设计中需要重视的问题[3]。

四、工业设计中仿生设计的应用

仿生设计被广泛应用于工业设计,在工业设计中主要是利用仿生技术,模仿生物的结构、功能以及形态,要了解工业设计中的仿生设计,可以从以下几方面入手:

(一)仿生设计在工业产品中的应用

将仿生设计应用到工业设计中,应用最多的就是结构仿生与功能仿生。如在工业产品中,超音速飞机的设计就是利用了仿生设计,为提高机翼稳定性,就借鉴了蜻蜓翅膀的飞行原理,众所周知,飞行中的蜻蜓翅膀始终保持高速震动状态,这与机翼的震动情况十分相似,然而,是哪种原因使得蜻蜓在飞行过程中可以实现平稳,就成为了值得研究的问题,经过研究发现,蜻蜓翅膀末端较厚,所以蜻蜓才可以在翅膀高速震动的情况下保持平稳飞行,所以超音速飞机也借鉴了这一点,提高了机翼末端厚度,使飞机飞行更加安全[4]。不仅如此,现阶段人们应用最多的计算机也是通过仿生设计而来的,其主要模仿的人脑,人脑的记忆与计算功能是其他生物无法比拟的,但在一定时间以后,人们就会遗忘一些事情,计算速度也很慢,因此,计算机就仿照人脑被设计出现,这也是一种仿生设计。此外,人们应用的照相机、高速摄像机都来自于仿生设计,它们分别模仿的是人眼和苍蝇复眼,其目的都是为了满足人们需求。近年来,很多人热衷于购买由动物皮毛制作而成的产品,因此,很多工业就仿照动物皮毛制作了类似的产品,这种产品不仅美观,还能减少对动物的杀戮。

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(二)仿生设计在环境设计中的应用

在环境设计中也有仿生设计的应用,如现阶段屡见不鲜的高层建筑,就是利用了植物茎干的仿生设计,大家都知道向上生长的植物都是一节一节的,也正是它的这种结构吸引了设计师的目光,该结构具有很好的防变形强度,将这一原理应用到建筑就可以保证高层不会出现倒塌的情况。在很多建筑物设计中也有仿生设计的存在,如施工建设中所使用的空心砖,在人们的印象中只有坚实的内部结构才能支撑起建筑,而空心砖的设计是仿照蜂窝设计而来的,这样的空心砖不仅质量较轻,且隔音效果很好。在环境设计中的仿生设计,最典型的应该是我国在2008年建成并投入使用的鸟巢,它的设计原理就是来源于做普通的鸟巢,不仅美观,还践行了环保理念。

(三)仿生设计在汽车设计中的应用

仿生设计在汽车产业中也有广泛应用,如车身侧面通风口就是对鳖鱼鳃裂的模仿。在汽车高速运行期间会受到空气阻力的影响,同时车身内部受摩擦力作用等会弱化汽车运行稳定性,因此,怎样减少这些不利因素对汽车的影响,提高汽车运行稳定性就成为汽车生产企业重点研究课题。随着仿生设计的兴起,设计师们模仿了鳖鱼鳃裂进行汽车车身设计,在汽车侧面增加了通风口,这样不仅可以保证汽车稳定运行,还能大大降低各种摩擦力的影响。

之所以鳖鱼鳃裂能够被应用到汽车车身设计中,主要是用于其形态与流线与流体学设计相吻合,鳖鱼生活在海底,在海中游行的时候会受到很多阻力,但鳃裂去可以帮助它减轻这些阻力,保证鳖鱼在游行中不会发生偏移等情况,因此,设计师们就将这一原理应用到了汽车设计中,在汽车侧面增加了通风口,这也是仿生设计应用的体现。

此外,在汽车市场还有一种鸥翼汽车,它就是利用了海鸥翅膀实现了仿生设计,这样的仿生设计不仅提升了汽车的档次,还让人们上下车更加方便,这也是仿生设计给汽车产业所带来的变化。

(四)仿生设计在气体分析仪中的应用

在工业设计的仿生设计中,有很多仿生设计都是对生物功能的模仿,这主要是由于动植物经过多年进化,能够很好的适应大自然环境,其功能也趋向于完美,因此,很多工业设计师也将设计重点放在了生物功能模仿上。如气体分析仪就是设计们对苍蝇嗅觉的模仿,这种分析仪不仅十分小巧且便于使用,并被应用到宇宙飞船上,用于检测飞船中的气体成分,保护宇航员的安全[5]。此外,设计师们还借鉴了蛙眼原理,设计出来雷达系统,可以精准的识别与定位目标。这些科技成果的出现都是仿生设计所带来的,改变了人类生产生活,满足了人们需求的同时,也让更多人认识到了大自然的力量,这对培养与提高人们的环保意识具有重要作用。诸如生活中使用的钳子也是一种仿生设计,它的设计主要来源于鳄鱼嘴,施工中经常使用的挖土机也是如此,主要是借助了白鹤的形态设计而来,这些都是仿生设计给人们生活带来的改变与好处。

结论:

仿生设计已经成为实现创新的重要手段,工业设计也因利用仿生设计取得了新的发展,产生了很多新型理念。要真正将仿生设计与工业设计联系在一起,就要认识到两者之间的联系,选取合适的生物特征,经过抽象设计变为能够被人们使用的设计。通过以上研究得知,正是仿生设计的应用,改变了人们生活,可见仿生设计具有重要作用。

参考文献:

[1]钱皓,姜范圭,陈虹儒. 仿生设计在沙发设计中的应用研究[J]. 艺术研究,2014,04: 168-169.

[2]张鸶鸶. 浅议工业设计中仿生设计的应用[J]. 经营管理者,2015,19:407.

[3]陈天超,韩松芸. 工业设计中仿生设计的应用[J]. 河南科技,2014,01:11.

[4]马泽群,苟锐,黄强苓. 仿生设计在工业设计领域的困境及策略[J]. 包装工程,2013,20:111-113.

[5]徐驰业. 试谈工业设计中的仿生设计[J]. 企业导报,2011,01:263-264.

作者简介:

洪波,男,出生年月:1986.08.22,籍贯:湖南攸县,研究方向:工业设计,工作单位:中南林业科技大学涉外学院

论文作者:洪波,宋雪溶

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期

论文发表时间:2016/6/12

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