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仿生设计,一篇来自大自然的创意
2022-05-11
大自然的世界,是形状的天地、物质的结晶。自然界的无穷信息传递给人类,然后启发人类的智慧,丰富了人类的技能。而仿生设计是设计师塑造产品形态的重要方法之一,体现出设计师对自然的敬重与理解,形成了“绿色、生态、系统化”的设计思想。那么今天,咱们就从设计的角度向大家解析仿生设计。一、仿生设计学含义仿生设计学,亦可称之为设计仿生学,它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科,主要涉及到数学、生物

大自然的世界,

是形状的天地、物质的结晶。

自然界的无穷信息传递给人类,

然后启发人类的智慧,

丰富了人类的技能。

而仿生设计是设计师

塑造产品形态的重要方法之一,

体现出设计师对自然的敬重与理解,

形成了“绿色、生态、系统化的设计思想。

那么今天,

咱们就从设计的角度向大家解析仿生设计。


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一、仿生设计学含义


仿生设计学,亦可称之为设计仿生学,

它是在仿生学和设计学的基础上

发展起来的一门新兴边缘学科,

主要涉及到数学、生物学、电子学、

物理学、控制论、信息论、人机学、

心理学、材料学、机械学、动力学、

工程学、经济学、色彩学、

美学、传播学、伦理学等相关学科。


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仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同,

它是以自然界万事万物的

“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”

等为研究对象,

有选择地在设计过程中应用

这些特征原理进行的设计,

同时结合仿生学的研究成果,

为设计提供新的思想、新的原理、

新的方法和新的途径。

在某种意义上,

仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展,

是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。



二、研究内容


仿生设计学研究范围非常广泛,

研究内容丰富多彩,

涉及到自然科学和社会科学的许多学科,

因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分,

归纳起来。

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仿生设计学的研究内容主要有:



01
形态仿生设计学


研究的是生物体

包括动物、植物、微生物、人类)

和自然界物质存在

(如日、月、风、云、山、川、雷、电等)

的外部形态及其象征寓意

以及如何通过相应的艺术处理手法

应用于设计之中


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02
功能仿生设计学


主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理,

并用这些原理去改进现有的

建造新的技术系统

进产品的更新换代或新产品的开发





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03
视觉生物设计学


研究生物体的视觉器官对图像的识别,

对境设计之中分拆与处理,

以及相应的视觉流程:

他广泛应用于产品设计、

视觉传达设计和环境设计之中。



040
结构仿生设计学


主要研究生物体和自然界物质存在的

内部结构原理在设计中的应用问题,

适用于产品设计和建筑设计。

研究最多的是植物的茎、

叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。

从国内外仿生设计学的发展情况来看,

形态仿生设计学和功能仿生设计学

是目前研究的重点。


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三、仿生设计学的特点


作为一门新兴的边缘交叉学科,

仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点,

他又有别于这两门学科,

具体说来。


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仿生设计学具有如下特点:


01
艺术科学性仿生设计学


是现代设计学的一个分支、一个补充。

同其它设计学科一样,

仿生设计学亦具有它们的共同特性-艺术性。

鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、

以一定的仿生学理论和研究成果为依据,

因此具有很严谨的科学性。


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02
商业性仿生设计学


为设计服务,为消费者服务,

同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、

引导消费、创造消费。


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03
无限可逆性以仿生设计学


为理论依据的仿生设计作品

都可以在自然界中找到设计的原型,

作品在设计、投产、销售过程中

所遇到的各种问题

又可以促进仿生设计学的研究与发展。

仿生学的研究对象是无限的,

仿生设计学的研究对象亦是无限的:

同理,仿生设计的原型也是无限的,

只要潜心研究大自然,

大家永远不会有江郎才尽的一天。


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041
学科常识的综合性


熟悉和运用仿生设计学,

必须具备一定的数学、生物学、电子学、

物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、

材料学、机械学、动力学、工程学、

经济学、色彩学、美学、传播学、

伦理学等相关学科的基本常识。


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052
学科的交叉性


要深入研究和了解仿生设计学,

必须在设计学的基础上,

既要了解生物学、社会科学的基础常识,

又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识。

它是产生于几个学科交叉点上的一种

新型交叉学科。



四、仿生设计学的研究方法

01
创造模型


首先从自然中选取研究对象,

然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型,

用各种技术手段

包括材料、工艺、计算机等

对它们进行研究,

做出定量的数学依据;

通过对生物体和模型定性的、

定量的分析,把生物体的形态、

结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能,

并考虑用不同的物质材料

和工艺手段创造新的形态和结构。


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从功能出发,

研究生物体结构形态一制造生物模型。

找到研究对象的生物原理,

通过对生物的感知,

形成对生物体的感性认识,

从功能出发,研究生物的结构形态,

在感性认识的基础上,除去无关因素,

并加以简化,提出一个生物模型。

对照生物原型进行定性的分析,

模型模拟生物结构原理,

目的是研究生物体本身的结构原理。


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02
从结构形态出发


达到抽象功能一制造技术模型

根据对生物体的分析,

做出定量的数学依据,

用各种技术手段(包括材料、工艺等)

制造出可以在产品上进行实验的技术模型,

牢牢掌握量的尺度

具象的形态结构中

抽象出功能原理

目的是研究和发展技术模型本身


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03
可行性


建立好模型后,

开始对它们进行各种可行性的分析与研究;


1.功能性分析

找到研究对象的生物原理,通过对生物的感知,形成对生物体的感性认识。从功能出发,对照生物原型进行定性地分析。


2.外部形态分析

对生物体的外部形态分析,可以是抽象的,也可以是具象的。在此过程中重点考虑的是人机工学、寓意、材料与加工工艺等方面的问题。


3.色彩分析

进行色彩的分析同时,亦要对生物的生活环境进行分析,要研究为什么是这种色彩?在这一环境下这种色彩有什么功能?


4.内部结构分析

研究生物的结构形态,在感性认识的基础上,除去无关因素,并加以简化,通过分析,找出其在设计中值得借鉴合理用的地方。


5.运动规律分析

利用现有的高科技手段,对生物体的运动规律进行研究,找出其运动的原理,针对性的解决设计工程中的问题。


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另外大家还可以就生物体的其它方面

进行各种可行性分析学习;

得知仿生生物学对于大家

目前在设计方面还有很多学习的地方。


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