工业设计仿生设计困境及策略探讨

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摘要：工业设计领域运用仿生设计方法，可以使工业设计具有仿生学特点，并且进一步促进工业设计领域快速发展。在运用仿生设计方法时，包括具象、抽象、功能以及结构和材料等方法，合理运用到工业设计中，避免工业设计出现问题，如注重外型、未体现出交叉学科的特点等。文章围绕仿生设计在工业设计领域的困境及实施的策略展开讨论，为合理应用仿生设计提供参考依据。

关键词：仿生设计；工业设计领域；困境；策略

引言

医学和工程等是较早应用仿生设计的领域，如在飞行器的发明过程中，设计师通过模仿鸟类飞行方式，使飞行器具备飞行的能力[1]。在工业设计领域应用仿生设计，需要设计人员掌握不同的设计方法，根据工业设计的实际情况，合理运用设计方法，从而提高仿生设计在工业设计的应用水平。

1仿生设计的概念及运用

1.1概念

仿生设计融合仿生学和设计学等知识，并在运用过程中，会涉及到其他学科，包括数学、生物学以及物理学等。由于仿生设计涵盖较多的学科，研究范围相对较广，现阶段无法定义仿生设计概念，并且未能有效划分仿生设计的研究内容[2]。

1.2运用

我国工业设计领域中，已经尝试运用仿生设计，并借鉴已经获得良好应用的案例，这在有助于提高工业设计水平的同时，还能针对实际问题，设计人员通过自然界获得灵感，利用仿生设计解决实际问题。

2工业设计领域常用的仿生设计方法

2.1具象仿生

具象仿生方法是模仿自然界中动物的外形，在设计中将外形进行缩放，通过缩放控制外形的比例，使外形符合使用需求，再将电子元件放入到缩放的外形中，使工业产品具备仿生功能。

2.2抽象仿生

抽象外形方法是对生物外形进行详细的观察，抓住生物外形的特点，将外形特点融入到设计中，使设计出的产品更加简约，最终制作成抽象仿生产品。

2.3功能仿生

将生物的某种功能融入到工业设计中，是功能仿生的主要特点，使工业产品具备生物的某种功能。

2.4结构仿生

结构仿生是仿生设计中应用较为广泛的方法，该方法模拟出生物的内外结构，利用生物的内外结构特点，使工业产品具有生物的结构特点。

2.5材料仿生

材料仿生是仿生设计方法中重要的组成部分，通过材料仿生可以掌握生物内外组织材料的特性，并将该特性融入到工业产品中，使工业产品的外部形态具有生物材料特点。

3仿生设计在工业设计领域中的应用困境

3.1产品设计只注重外型模仿

在工业设计领域应用仿生设计时，由于设计人员未能理解和掌握仿生设计方法，致使具象仿生、抽象仿生等方法未能获得良好的应用效果，导致工业设计产品只能模仿外型，无法提高工业产品的实用性能力。此外在进行工业设计时，由于设计人员具有一定的形象思维，仅模仿动植物的外型，缩放产品的外型，未能使产品具备仿生功能，从而失去工业产品的应用价值。许多设计人员的设计思维局限在模仿动植物的外型上，只注重外型模仿，未能使产品具备动植物的仿生功能。

3.2设计方法未体现交叉学科特点

工业设计中应用仿生设计，由于仿生设计涉及较多的学科，每个学科对仿生设计的结构、功能以及材料等都会产生不同的影响。以结构仿生为例，将工业产品按照一定比例缩放动植物外形，保证缩放后的产品外形中，相关结构未发生变化，保证工业产品正常的使用。但是在实际设计过程中，设计人员无法综合运用设计方法，并且未体现出交叉学科的特点，导致工业产品特点和功能较为单一，无法获得预期的设计效果。此外设计人员思维出现局限性问题，无法有效组合运用设计方法，致使产品的完整性水平没有提高。

3.3设计思路较为狭隘

现阶段许多设计人员在运用仿生设计方法时，由于缺乏对仿生设计深入的了解，致使设计人员设计思路较为狭隘。例如在模仿生物的外部形态时，若单纯地模仿生物外部形态，无法使产品的外部形态具有美学特点，还会影响到产品的正常使用。设计人员应合理有效地提取生物外形特点，然后经过重组，使产品体现出现代美学的特点，并且为产品融入更多的功能，为用户提供便利的条件。此外，设计期间应综合考虑产品的实用性、美观性等，保证产品的功能满足使用需求。

3.4营销宣传过于夸大

仿生设计应用在工业设计领域，使工业产品的功能、性能满足用户的使用需求。但是由于仿生设计缺乏统一的标准，设计人员通过模仿生物的外形、材料等，使工业产品具有仿生特点，再通过夸大的营销宣传方法，造成用户盲目使用产品，进而影响到用户的使用效果，极大地限制工业设计的发展。此外目前工业设计领域发展过程中，出现许多同质化的产品，未能突出仿生设计的应用价值，不利于仿生设计产品扩大应用范围。

4仿生设计在工业设计领域中的优化策略

4.1提高仿生设计的系统性

在工业设计领域应用仿生设计，应制定统一的应用标准，基于标准提高仿生设计的系统性。工业设计具有工业技术和艺术相互融合的特点，将仿生设计融入到工业设计中，会进一步丰富工业设计的内涵，使工业设计呈现出多元化的发展特点，并且在多学科的交叉作用下，要求在工业设计时，必须通过不同的角度综合考虑设计内容，一方面使工业产品的形态、结构以及结构等均能贴近实际生物，真正发挥工业产品的仿生作用，帮助人们完成高难度的工作，另一方面有效进行资源优化配置，提高资源的利用率，获得良好的应用价值[1]。例如在设计交通工具时，运用仿生设计方法需要对生物日常的运动行为进行深入观察，通过观察掌握生物的行为特点以及具备的功能，将这些特点和功能融入到交通工具设计中，从而提高交通工具的实际应用能力，为人们的出现提供便利的条件。

4.2推进仿生设计多学科融合研究

提高工业设计水平，需要推进仿生设计多学科融合研究。现阶段许多工业设计都在积极开展多学科的融合研究，在研究中通过协调不同学科的知识和技术，一方面优化和完善工业设计体系，并且消除设计中存在的缺陷，另一方面使工业设计具备创新能力，促进工业设计的创新发展[2]。例如在汽车领域，以仿生概念运用仿生方法设计出的汽车，在设计期间需要融合机械工程、工业设计以及生物工程等诸多学科，不同的学科在设计中发挥不同的作用，如生物工程学科将鱼的外型结构应用在汽车中，使汽车的外观体现出流线性特点，汽车在运行时会降低风产生的阻力，从而提升汽车的驾驶性能，并且有效降低能源的消耗。

4.3结合美学观点突出产品特色

现阶段许多工业产品出现同质化的情况，为避免工业产品出现同质化现象，并且增强产品的创新能力，需要在工业设计中通过应用仿生设计，结合美学观点，从而突出产品的特色。例如在设计产品的生物造型时，应保证设计的外型符合用户的审美。用户的审美一般来源于自然界和生物，说明审美与自然界存在必然的联系。在工业设计过程中，应深入挖掘生物的自然美学特点，并且使美学特点符合用户需求，使用户拥有更多的选择权，从而吸引用户使用工业产品。

4.4运用逻辑、科学的思维进行设计

工业设计是将技术与艺术相互融合的载体，通过工业设计使产品的功能性和艺术性均能满足用户的使用需求，包括方便性、安全性等。在工业设计过程中，由于会涉及到不同的学科，每个学科会产生不同的问题，为协调各个学科之间的关系，要求设计人员必须运用逻辑、科学的思维进行设计。在工业设计时要求设计人员应观察和分析生物的特点，使设计出的产品提高模仿生物的能力，从而利用工业产品的仿生能力，完成用户指定的任务。所以在设计中按照逻辑科学的思维，一方面掌握生物的某种特点和功能，将特点和功能充分展现在工业产品上，另一方面梳理各学科之间的关系，保证工业产品正常的运行。

5结语

在工业设计领域应用仿生设计时，需要设计人员深入理解和掌握仿生设计概念，根据工业设计的实际需求，运用不同的仿生设计方法，既要实现自然与人文深度结合的目的，突显产品的美学特色，另一方面通过多学科的融合研究，运用科学的逻辑思维设计工业产品，使工业产品具备仿生特点、功能以及创新能力，从而满足用户的各项需求，促进工业设计领域可持续发展。

参考文献

[1]段淑君.仿生理念在工业设计中的困境与突破[J].山东工业技术，2016（9）：28.

[2]夏青.仿生设计在工业设计领域的困境及策略分析[J].无线互联科技，2015（1）：115.

作者：任坤 单位：郑州工业应用技术学院