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工业设计中仿生设计的应用

作者: 发布时间:2020-01-22 14:20:15 阅读: 43 次

[摘要] 产品设计语言主要体现在生态物质形态的多样性和奇异性上面,我们知道,大自然是一个丰富多彩的设计库,在大自然的世界里,无数的生物(动物和植物)都有它们丰富而奇特的生物造型和生物特点,这些形象而鲜明的特征构成了大自然最为鲜明的生态法则。那么仿生设计就来源于此,在产品设计中对生物的形态进行多方位的模仿和参照,给予设计产品自然的特质,这是现代工业设计最为流行的设计理念,本文重点讨论的就是工业设计中仿生设计的应用。

[关键字]工业设计;仿生设计;应用

     设计属于一种古老的艺术,它历经古代至现代的过程中,产生出多种不同层次不同类型的理念和风格,我们不难想象得到目前非常常见的仿生设计就是一种非常实用而朴实的设计风格,它彰显出的是物与自然的融合,通过这样的设计理念,将自然与人和谐相处的法则流传于现今的人们生活生产中,必定能够带给人类不同凡响的意义。

仿生设计的定义以及表现

     仿生设计学,亦可称之为设计仿生学,顾名思义,就是指通过对自然界生物的性能、特征、体态、感官等各种特点的模拟,运用在设计过程中,将设计工艺品彰显出自然特性的一种设计学。

仿真设计由于是结合了仿生学和设计学的多重特性,因此它可以应用在多个领域,比如工程学、美学、数学、控制学、信息学等等科学,正因为它在多个领域的应用,我们不妨来了解一下仿真设计学仿生形态所具有的特定内涵,这门科学不仅满足了现代人类对产品的各种心理,也满足了现代人类在自身精神方面的需求,对这门新兴科学的表现如下:

1.仿生设计学中设计产品理念是源于自然的,它在设计过程中,产品的形态总是有一部是属于自然最原始的本质,这是仿生设计最为根本的来源。

2.由于仿生设计来源于对动物或者植物的模仿,因此设计出的产品所具有的和谐与美观体现着大自然的高度对称性、完美黄金比例性,这些都会让使用产品的体验者感受到精神的放松和情绪的平和。

3.仿生设计通过对动物或者植物动态特征的描绘与模仿,给人传达出自然界最为美丽的动态感,让产品使用者感受到自然与生命带来的巨大能量,也彰显出生命的伟大与宝贵。

仿生设计的应用

(一)确定仿生设计的具体方法。在这一步需要解决以下几个问题:

1、仿生的局部选用与仿生的整体选用,即要仿生方式的整体应用还是局部应用。

2、对于仿生原型的选择,即要找寻到合适的自然生物进行仿生。

3、对仿生原型的生理特征的选择,即要找寻到仿生生物的哪一个生理特点进行模仿。

4、对于仿生原型的动态仿生选择与静态仿生选择,即找寻仿生生物的特征是动态的特征还是动态的特征。

5、确定仿生应该是单一仿生还是组合仿生,即找寻仿生的方式是模仿一个生物的一个特点、模仿一个生物的多个特点还是模仿多个生物的多个特点。

(二)提取仿生特征元素进行细化分析。

在确定了仿生设计的方法之后,一定要认真分析仿生特征元素,比如元素的各种形状、特点、性能等等特征,然后细化分析,进而在自己的产品中应当使用仿生原型生物的功能与用途,这样才能传达出设计的理念与设计的目的。

(三)进行设计评价设计。

评价其目的是将仿生设计的最终可行性达到更高,发现一些设计中出现的问题和瑕疵,最终改成性能优质的仿生品,这个过程一帮要考虑仿生工艺的经济和环保,甚至精神与美学方面的顾虑。

(四)仿生设计的研究方法——创造生物模型。

首先,从自然中选取研究对象,这需要一个认真地筛选过程,通过对生物体的特征进行定性以及定量分析,然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型,,找出其在设计中值得借鉴合利用的地方。

其次,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。

案例分析

例如车身侧面的通风口模仿鳖鱼的鳃裂。其实我们都知道当汽车在高速行驶的过程中,往往会承受许多来自空气的阻力或者车身内部的各种摩擦力,由于这样的阻力降低了汽车行驶过程的稳定性性能,如果使用模仿大自然生物界鳖鱼的鳃裂来设计车身侧面的通风口,就能够有效解决阻力致使汽车平衡与稳定性降低的问题。

首先,我们选择生物仿生原型的时候,通过对各种鱼类的形态和特征进行分析,最终选定了鳖鱼的鳃裂。

其次,我们要对鳖鱼的鳃裂进行细节性地分析,鳖鱼的鳃裂形态逼真而且流线型良好,最重要的是鳖鱼的鳃裂完全符合物理研究中的流体力学的特征,当鳖鱼在海水中行进时,能够将水中的阻力降低到更低限度,保护自身的平稳。鉴于这一特点,汽车侧面通风口的设计就是从此处得到的灵感。

最后,我们就是对车身设计制造方面与鳖鱼的鳃裂相融合,形成真正意义上的仿生。将仿生产品的整体性能进行测试,反复进行修正,最终让仿生达到更优质的水平。

现代社会生活理念越来越崇尚自然、绿色、健康,能够将仿生广泛应用于工作也设计是时代发展的方向。仿生设计作为一种与人、与人居环境相互协调的设计方法,在我们现在这个强调绿色设计和可持续发展的时代,必将对人类的设计产生极其深刻的影响。希望本文的研究对于仿生手法在工业设计中带来一定的意义。

参考文献:

[l]王云鹏,任露泉.《柔性仿生技术的研究和应用》[J].公路交通科技,(13).

[2]杨大智.《智能材料与智能系统》[M].天津:天津大学出版社,(2).

[3]简召全,《工业设计方法学》[M].北京理工大学出版社,1995.

[4]郑文纬,吴克坚.《机构原理》[M].北京:高等教育出版社,1997.

[5]柳冠中,(设计文化论》[M],哈尔滨:黑龙江科技出版社,1997.6