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仿生設計,一篇來自大自然的創意
2021-05-11
轉化條
大自然的世界,是形狀的天地、物質的結晶。自然界的無窮信息傳遞給人類,然后啟發人類的智慧,豐富了人類的技能。而仿生設計是設計師塑造產品形態的重要方法之一,體現出設計師對自然的尊重與理解,形成了“綠色、生態、系統化”的設計思想。那么今天,咱們就從設計的角度向大家解析仿生設計。一、仿生設計學含義仿生設計學,亦可稱之為設計仿生學,它是在仿生學和設計學的基礎上發展起來的一門新興邊緣學科,主要涉及到數學、生物

大自然的世界,

是形狀的天地、物質的結晶。

自然界的無窮信息傳遞給人類,

然后啟發人類的智慧,

豐富了人類的技能。

而仿生設計是設計師

塑造產品形態的重要方法之一,

體現出設計師對自然的尊重與理解,

形成了“綠色、生態、系統化的設計思想。

那么今天,

咱們就從設計的角度向大家解析仿生設計。


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一、仿生設計學含義


仿生設計學,亦可稱之為設計仿生學,

它是在仿生學和設計學的基礎上

發展起來的一門新興邊緣學科,

主要涉及到數學、生物學、電子學、

物理學、控制論、信息論、人機學、

心理學、材料學、機械學、動力學、

工程學、經濟學、色彩學、

美學、傳播學、倫理學等相關學科。


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仿生設計學與舊有的仿生學成果應用不同,

它是以自然界萬事萬物的

“形”、“色”、“音”、“功能”、“結構”

等為研究對象,

有選擇地在設計過程中應用

這些特征原理進行的設計,

同時結合仿生學的研究成果,

為設計提供新的思想、新的原理、

新的方法和新的途徑。

在某種意義上,

仿生設計學可以說是仿生學的延續和發展,

是仿生學研究成果在人類生存方式中的反映。



二、研究內容


仿生設計學研究范圍非常廣泛,

研究內容豐富多彩,

涉及到自然科學和社會科學的許多學科,

因此也就很難對仿生設計學的研究內容進行劃分,

歸納起來。

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仿生設計學的研究內容主要有:



01
形態仿生設計學


研究的是生物體

包括動物、植物、微生物、人類)

和自然界物質存在

(如日、月、風、云、山、川、雷、電等)

的外部形態及其象征寓意

以及如何通過相應的藝術處理手法

應用于設計之中


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02
功能仿生設計學


主要研究生物體和自然界物質存在的功能原理,

并用這些原理去改進現有的

建造新的技術系統

進產品的更新換代或新產品的開發





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03
視覺生物設計學


研究生物體的視覺器官對圖像的識別,

對境設計之中分拆與處理,

以及相應的視覺流程:

他廣泛應用于產品設計、

視覺傳達設計和環境設計之中。



040
結構仿生設計學


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中的應用問題,

適用于產品設計和建筑設計。

研究最多的是植物的莖、

葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結構。

從國內外仿生設計學的發展情況來看,

形態仿生設計學和功能仿生設計學

是目前研究的重點。


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三、仿生設計學的特點


作為一門新興的邊緣交叉學科,

仿生設計學具有某些設計學和仿生學的特點,

他又有別于這兩門學科,

具體說來。


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仿生設計學具有如下特點:


01
藝術科學性仿生設計學


是現代設計學的一個分支、一個補充。

同其它設計學科一樣,

仿生設計學亦具有它們的共同特性-藝術性。

鑒于仿生設計學是以一定的設計原理為基礎、

以一定的仿生學理論和研究成果為依據,

因此具有很嚴謹的科學性。


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02
商業性仿生設計學


為設計服務,為消費者服務,

同時優秀的仿生設計作品亦可刺激消費、

引導消費、創造消費。


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03
無限可逆性以仿生設計學


為理論依據的仿生設計作品

都可以在自然界中找到設計的原型,

作品在設計、投產、銷售過程中

所遇到的各種問題

又可以促進仿生設計學的研究與發展。

仿生學的研究對象是無限的,

仿生設計學的研究對象亦是無限的:

同理,仿生設計的原型也是無限的,

只要潛心研究大自然,

我們永遠不會有江郎才盡的一天。


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041
學科知識的綜合性


熟悉和運用仿生設計學,

必須具備一定的數學、生物學、電子學、

物理學、控制論、信息論、人機學、心理學、

材料學、機械學、動力學、工程學、

經濟學、色彩學、美學、傳播學、

倫理學等相關學科的基本知識。


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052
學科的交叉性


要深入研究和了解仿生設計學,

必須在設計學的基礎上,

既要了解生物學、社會科學的基礎知識,

又要對當前仿生學的研究成果有清晰的認識。

它是產生于幾個學科交叉點上的一種

新型交叉學科。



四、仿生設計學的研究方法

01
創造模型


首先從自然中選取研究對象,

然后依此對象建立各種實體模型或虛擬模型,

用各種技術手段

包括材料、工藝、計算機等

對它們進行研究,

做出定量的數學依據;

通過對生物體和模型定性的、

定量的分析,把生物體的形態、

結構轉化為可以利用在技術領域的抽象功能,

并考慮用不同的物質材料

和工藝手段創造新的形態和結構。


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從功能出發,

研究生物體結構形態一制造生物模型。

找到研究對象的生物原理,

通過對生物的感知,

形成對生物體的感性認識,

從功能出發,研究生物的結構形態,

在感性認識的基礎上,除去無關因素,

并加以簡化,提出一個生物模型。

對照生物原型進行定性的分析,

模型模擬生物結構原理,

目的是研究生物體本身的結構原理。


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02
從結構形態出發


達到抽象功能一制造技術模型

根據對生物體的分析,

做出定量的數學依據,

用各種技術手段(包括材料、工藝等)

制造出可以在產品上進行實驗的技術模型,

牢牢掌握量的尺度

具象的形態結構中

抽象出功能原理

目的是研究和發展技術模型本身


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03
可行性


建立好模型后,

開始對它們進行各種可行性的分析與研究;


1.功能性分析

找到研究對象的生物原理,通過對生物的感知,形成對生物體的感性認識。從功能出發,對照生物原型進行定性地分析。


2.外部形態分析

對生物體的外部形態分析,可以是抽象的,也可以是具象的。在此過程中重點考慮的是人機工學、寓意、材料與加工工藝等方面的問題。


3.色彩分析

進行色彩的分析同時,亦要對生物的生活環境進行分析,要研究為什么是這種色彩?在這一環境下這種色彩有什么功能?


4.內部結構分析

研究生物的結構形態,在感性認識的基礎上,除去無關因素,并加以簡化,通過分析,找出其在設計中值得借鑒合理用的地方。


5.運動規律分析

利用現有的高科技手段,對生物體的運動規律進行研究,找出其運動的原理,針對性的解決設計工程中的問題。


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另外我們還可以就生物體的其它方面

進行各種可行性分析學習;

得知仿生生物學對于我們

目前在設計方面還有很多學習的地方。