浅谈仿生设计

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1、浅谈仿生设计祝娜长江人学机械工程学院工业设计11001荆州摘要:仿生设计以仿生学的研究为基础，逐步形成了一种新的设计方法，是仿生学在设计中的应用。仿生设计研究口然界生物系统优界的功能结构、形态外观、物质组成、信息控制，乃至色彩等各种生物特征及其原理，并选择性地将它们综合应用到人类的造物设计屮。仿牛设计是人类社会活动与人自然的契合点。关键词:仿生设计；仿生学；自然界；人类的造物设计；1、仿生设计的起源与发展人类最初的使用工具木棒和石斧，是对牛羊角与动物爪牙的直接性功能模仿，骨钉则是对血刺的模仿，船的造型

2、來源于人们对他的形态的了解。虽然这样的仿牛形式比较粗糙、简单，但却是我们今天的仿生设计得以发展的基础。我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢，以防御猛兽的伤害，见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，做成装有轮子的车。商、周、西汉时代，人们以动物形态为原型设计创造了虎樽、彖形樽、丿鸳形壶、牛性灯等具有多种实用功能的日用器血。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦也反映了人类向鸟类借鉴的愿望。现代仿生设计的列了是不胜枚举，取得了跨越式的进步。2、仿生设计的发展趋势1960年秋在美国俄亥俄州召开的第一届仿生学研讨会，标志着

3、仿主学的正式诞空。此后，仿生学取得了E跃性发展，并得到了广泛应用。仿牛设计亦获得突飞猛进的发展。（1）仿生设计更关注“度”的把握仿生设计源于白然，但绝不是简单的拿来主义，更不是形而上学地、机械地照搬、照用。在设计工作中，发挥设计师的主观能动性，创造性地运用仿生学的科学理论才是真正意义上的、戢行Z有效的仿生设计。仿生学在产品设计中的运用、把握、探究仿生对彖的生物系统原理是其实施的基础。发挥设计师的设计能动作用是解决问题的关键。仿生设计的关键在于理解、体会仿生对象生物系统原理的实质。（2）仿生设计更强调师

4、法得体対于仿牛学的运用，从模仿仿生対象的功能到模仿其牛理机能，其前提來自于人们対于某种自然物的认知。把仿空学运用于产品设计，设计师必须理解、关注人类的这种认知规律，慎重地、有选择性地而对仿生对象，把握处理好设计对象与仿生对象之间的关系，师法有据，师法有理，避免设计产牛歧义。阿恩.雅各布森受到鸡蛋启发设计的“蛋形椅”，取得了巨大成功、经久不衰。（3）仿生设计更注重人的差异性的体现对于同一事物，人们认识上的差异性也是仿牛学运用是否恰当的不可忽视的重要方面。在有五大洲、四大洋组成的地球上，人们的生活地域、民

5、族、宗教、文化背景、历史时代等诸多因索的不同影响决定着人们世界观、人生观、价值观的不同。人类自身的差异性也会表现在对事物的认知上。例如，对于白色，西方认为白色是纯洁的象征，往往用于新娘礼服的设计；而在中国，尤其是古代喜庆的场合中儿乎没有白色的身影。因此，设计师将仿生学运川于设计屮时，决不能仅从设计师本人的设计概念以及单纯的牛物机能出发，要因地制宜、因人而异，充分了解设计服务人群所处的地域和对象的心理因素。了解因其而导致的对于事物认知上的差开性，恰当、合理地选择仿生对象。（4）仿生设计更强调对各学科的综

6、合应用例如，采用电了技术模拟人与动物机体对信息的接受、处理、利用以及对生命活动的调节、控制机能，模拟机体的学习、H适应、H组织以及感觉、辨识等机能特性，去改进现有的电子系统的性能，或创造新型机电系统。这是仿生设计的一个重要分支——仿生电子学。仿生电了学涵盖了控制论、信息论、材料学、机构学、运动学、生物学等很多知识和理论方法。具在材料领域中最明显的例子便是人工肌肉的研究与开发。（5）仿生设计更注重人与环境的和谐共生科技快速发展，随Z而来的是各种自然灾难频发、生态环境遭到破坏、能源口益枯竭、人际关系冷漠等

7、社会问题。FI前，人类已经意识到如此发展下去后果将不堪设想，世界各国都在积极地寻求解决Z道。在这样的背景下，仿生学的深入研究和仿生设计的广泛应川也就成为新时期人类追求与白然和谐共牛的重耍手段。在当今的信息时代，人们对产甜设计的要求和过去不同，既注重功能的优良特性，乂追求形态的清新、淳朴，同时注重产品的返璞归真和个性。提倡仿生设计不但可以创造功能完备、结构精巧、美妙绝伦的产品，同时还可以赋予产品形态以生命的象征，让设计I叫归自然，促进人类与自然的和谐发展。3、仿生设计主要研究内容（1）自然科学领域的仿生

8、设计仿生学把牛物体看做能与曰然环境和外界环境相联系的复杂控制系统，研究任务就是研究这个系统内各部分Z间的相互联系，以及整个系统的行为和状态。而仿生学和遗传学的整合则体现出系统生物工程的理念，也就是发展遗传工程的仿生学。另外，生物学研究成果与数学原理的综合应用也推动了仿牛设计的发展。具屮最典型的例子是斐波那契数列现象研究,它揭示了口然界很多牛物渐变式形态美的内在机制。向日葵的造型就是典型的斐波那契数列现象的展现。（2）社会科学领域的仿生设计仿生设计不仅可以