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工业设计中的仿生设计

昆明理工大学机电工程学院马瑞萍许佳自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理
及重大发明的源泉。这些自然界的“优良设计”，有的机能完备，让人叹服;有的结构精
巧，用材合理，符合自然的经济原则；也有的美不胜收，让人爱不释手；有的甚至是根据
某种数理法则，形成合乎“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求。这些生物形形色
色的奇特本领耐人寻味，使人浮想连翩。我们在赞赏之余，也希望从中获取一些灵感，用
仿生设计的方法设计出更多的优秀作品。本文将从形态仿生、功能仿生、结构仿生，进行
实例解剖总结仿生设计的特点，以便对以后设计有一些启示。

1、形态仿生设计

形态人造设计就是对生物体的整体形态或某一部分特征展开恶搞、变形、抽象化等，
借此达至造型的目的，这种设计方法可以消解人与机器之间的隔膜，对提升人的工作效率、
提升工作心情具备关键意义。形态从其重现事物的细腻程度和特征来看，可以分成抽象形
态和抽象化形态。1.1抽象形态的人造

具象形态是透过眼睛构造以生理的自然反应，诚实地把外界之形映入眼睛膜刺激神经
后感觉到存在的形态，它比较逼真的再现事物的形态。由于具象形态具有很好的情趣性、
可爱性、有机性、亲和性，自然性，人们普遍乐于接受，在玩具、工艺品、日用品应用比
较多。但由于其形态的复杂性，很多工业产品不宜采用具象形态。1.2抽象形态的仿生

抽象化形态就是萃取物体的内在本质属性。此形态促进作用于人时，可以产生“心理”
形态，这种“心理”形态所需就是生活经验的累积，经过M18x和想象把形显露在脑海中，
那就是一种虚幻的，失实的形，属高层次的思维缔造活动。因此对原生形态必须经过抽象
化就可以应用于产品设计（图1）。

（1）具象转化为抽象的过程中需要融入我们的主观感受

抽象化后的形态既具有自然的美也涵括了对于生活的体会，能表明出来一种含蓄性，
因此更容易引爆我们的想象，更具备艺术的感染力。例如图2右图：美洲

虎的这款车是从猫身上得到的灵感，使整个产品憨态可掬，仿佛它不是产品而是现代
社会圈养的科技宠物。再如图3所示：电话使用豆荚的抽象形态，在不知不觉中设计者己
赋予了它生命。

（2）抽象转变为抽象化的过程中可以融合各种生物的特征

经过抽象后的某些形态已经看不出仿生源初是哪一种具体的生物形态，让人能够较明
显的感受到“像”某个生物形态，同时又不太容易说出源于哪种具体形态。如图4所示：
这款福特chiafocus的前进气口模仿了大猩猩的鼻子的特征，神似而不求形似的设计作品
给人无限的想象空间。
1.3恰当挑选人造的对应物

（1）准确选择和灵活运用：形状、体量感、比例关系、质感肌理、色彩搭配等等特
征。如图5所示：建筑师设计的悉尼歌剧院座落于海边，其构想来源于贝壳。可以看出在
具体的设计过程中，设计师对抽象的形态和比例关系进行了细致的推敲和处理。

（2）不懈努力崇尚形态的情感性和趣味性，着力于唤起人的激情，并使人的内心找
出欢乐的体会。如图所示：离看看像是似一盆充满著生命力的花，实际上就是一把卫生间
采用的刷子，给卫浴平添了一分生命的活力。

（3）把握事物形态最本质的特征，尤其是这些特征中最能和产品形态、产品意义、
产品功能及使用环境等因素发生关联的特征进行提取和运用。如图7所示：鼠标的灵感不
仅来自于老鼠的形态，而且把老鼠灵活的特性体现在鼠标使用中。如图8所示：卡车的造
型犹如一只匍匐蓄势的猎豹，厚重结实的车身仿佛猛兽强健的肌肉，充满了力量。它不仅
让人感到驾驶时风驰电掣的速度，还让使用者对产品安全、稳定的性能充满信心。2、功
能仿生设计2.1功能仿生的广泛应用

人们辨认出，动植物的某些方面的功能，实际上远远打破了人类自身在此方面的科技
成果。存活在自然界中的各种各样的动植物能够在各种严酷繁杂的环境中存活与运动，这
是因为其运动器官和形体与严酷繁杂环境斗争演化的结果。植物和动物在几百万年的自然
演化中，不仅全然适应环境自然，而且其演化程度吻合轻松。今天，我们生活在科学技术
非常快发展的时代，自学和利用生物系统的出色结构和美妙的功能，已经沦为技术革新和
技术革命的一个新方向。

根据蛙眼原理，科学家利用电子技术制成了雷达系统，能准确快速地识别目标（图
9）；根据小蜻蜒的翅膀前缘上方都有一块深色的角质加厚区――翅痣，蜻蜓可以在高速
飞行时安然无恙，人们仿效其在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振
动的棘手问题（图10）。

例如图12右图：设计师根据鹤的体态设计出来了掘土机的悬臂。

3、结构仿生设计

随着仿生学的深入开展，人们不但从外形、功能回去恶搞生物，而且从生物奇特的结
构中也获得不少鼓舞。在“人造生产”中不仅就是恶搞小自然外部结构，而且必须自学与
先进经验他们自身内部的非政府方式与运