自然再造工業(yè)設(shè)計工學(xué)論文

　　內(nèi)容摘要：工業(yè)設(shè)計需要在產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)甚至生態(tài)系統(tǒng)等各個方面進(jìn)行平衡。大自然中的各種生物及現(xiàn)象之所以能生存下來便是因?yàn)樗鼈兎�合自然平衡法則，所以我們應(yīng)以一定方法和方式向大自然學(xué)習(xí)，使工業(yè)設(shè)計向著更合理的方向發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：自然原理形態(tài)結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)

　　一、大自然是工業(yè)設(shè)計的主要源泉

　　大自然中蘊(yùn)藏著無數(shù)美學(xué)內(nèi)涵豐富、力學(xué)結(jié)構(gòu)合理的優(yōu)秀實(shí)例。蘊(yùn)藏在自然界的美的要素和形態(tài)結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步提煉和加工成人們創(chuàng)造具體實(shí)用形態(tài)時的基本元素。

　　著名設(shè)計師科拉尼認(rèn)為他的靈感都來源于自然�！拔宜�做的無非是模仿自然界向我們揭示的種種真實(shí)，在幾乎所有的設(shè)計中，大自然都賦予了人類最強(qiáng)有力的信息�！彼�認(rèn)為自然界是最優(yōu)秀的設(shè)計師，設(shè)計必須服從自然規(guī)律和法則，力求簡潔、自然、合理。每逢設(shè)計中遇到問題，他便拿起主體顯微鏡觀察事物，尋求合乎邏輯的方案。本文插圖是科拉尼在1974年為羅森塔爾設(shè)計的“水滴”茶具，其流暢的曲線形式和它的功能性結(jié)合得相當(dāng)出色，在整體上十分和諧。壺的上方，被有機(jī)地挖出把手的形式，把手的位置貼近壺身中軸，使人們可以舒服地把握住并不費(fèi)力氣把水倒出來�？梢�，富有創(chuàng)造力的有機(jī)形式設(shè)計是基于對自然的深刻理解的。①

　　二、仿生設(shè)計學(xué)的研究內(nèi)容

　　1. 從自然形態(tài)到產(chǎn)品造型設(shè)計

　　設(shè)計師在對自然形態(tài)的探索中，會從那些形態(tài)中得到十分豐富的感受，然后將這些形態(tài)從表象中抽象出來，找到一些形式美的原理，并利用這些理性的形態(tài)去從事新的設(shè)計。無盡變化著的形態(tài)與形式成為設(shè)計師們?nèi)≈�不盡、用之不竭的源泉。如科拉尼于1982年為佳能設(shè)計的CB10相機(jī)便是一項(xiàng)突破傳統(tǒng)黑色方盒子形式的具有時代前瞻性的大膽設(shè)計，它看起來更像是深海生物而不是相機(jī)。

　　2. 從自然界物質(zhì)結(jié)構(gòu)形式到產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　自然界物質(zhì)結(jié)構(gòu)方式、生態(tài)平衡方式、事物與事物之間的關(guān)系有它們自身的規(guī)律性。設(shè)計師不能以單純形態(tài)來模仿某種生物，而應(yīng)該更深層次地探討自然界的規(guī)律——即由外而內(nèi)、由表及里、求同存異，探尋出這一類自然體的規(guī)律性原理并將其進(jìn)行延伸和組合，從而達(dá)到神似。自然界中的物質(zhì)存在下來，必有其合理性，所謂適者生存。設(shè)計師應(yīng)該尋找新的結(jié)構(gòu)方式，不斷追求更科學(xué)、更合理、更完美的狀態(tài)，使設(shè)計與自然在深層次結(jié)合在一起。紐約南島大橋的橋梁結(jié)構(gòu)看起來很像大型動物的骨骼，該橋由一系列方框和平行四邊形鋼梁構(gòu)成，鋼梁彎曲后增加強(qiáng)度，且受壓時更加牢固，這種結(jié)構(gòu)即來源于動物骨骼的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及與肌肉有機(jī)的連接方式。在很多設(shè)計中，視覺關(guān)系并不是設(shè)計的惟一方面，結(jié)構(gòu)、機(jī)能往往是最重要的。設(shè)計師應(yīng)研究生物體和自然界物質(zhì)存在的功能原理，并用這些原理去改進(jìn)現(xiàn)有的或建造新的技術(shù)系統(tǒng)，以促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代或新產(chǎn)品的開發(fā)。

　　三、從自然界中提取設(shè)計元素和再創(chuàng)造

　　1. 自然界事物分解與組合

　　按照形態(tài)設(shè)計原理，設(shè)計師以分解的觀點(diǎn)觀察自然界，再重新組合創(chuàng)造新的形態(tài)，并強(qiáng)調(diào)重新組合要素的表現(xiàn)力，其中的關(guān)鍵是分解和創(chuàng)造。這里的分解是指把自然界的事物分解為各個局部或分解到最后，成為點(diǎn)、線、面、體等形態(tài)要素的表現(xiàn)力去創(chuàng)造形態(tài)；②合成是指把分解后的各個部分予以重新組合，以形成新的要素組合而創(chuàng)造新的形態(tài)。

　　2. 設(shè)計元素的提取與再造

　　工業(yè)設(shè)計不是直接從自然中攫取什么，而是從自然中學(xué)習(xí)什么。那么如何學(xué)習(xí)呢？不論是形態(tài)、結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)原理都不應(yīng)該是簡單地模仿自然界，而應(yīng)該根據(jù)形態(tài)設(shè)計原理以一種提煉、歸納、夸張的方法向自然學(xué)習(xí)，源于自然而高于自然。

　　⑴ 對一些自然界生物進(jìn)行詳盡調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其最本質(zhì)的東西。從功能出發(fā)，研究生物體結(jié)構(gòu)形態(tài)，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(rèn)識，在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，除去無關(guān)因素，并加以簡化，對照生物原型進(jìn)行定性分析，目的是研究生物體本身的結(jié)構(gòu)原理，通過分析，找出其在設(shè)計中值得借鑒和利用的地方。

　�、� 根據(jù)生物的結(jié)構(gòu)原理（豐富的美學(xué)內(nèi)涵、合理的力學(xué)原理）進(jìn)行仿生設(shè)計。設(shè)計時須進(jìn)行必要的提煉、加工，提取本質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)夸張，設(shè)計所表現(xiàn)的內(nèi)容要重點(diǎn)突出。從生物結(jié)構(gòu)形態(tài)出發(fā)，研究仿生形態(tài)、比例、機(jī)能，做出定量的依據(jù)，用各種技術(shù)手段（包括材料、工藝等）制造出可以在產(chǎn)品上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的技術(shù)模型，從具象的形態(tài)和結(jié)構(gòu)中，探索其特殊功能和運(yùn)動協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，抽象出功能原理。

　　⑶ 設(shè)計形態(tài)要有較強(qiáng)的個性特征，切忌完全模仿原生物，要通過創(chuàng)造思維創(chuàng)造出新的二次甚至多次元形態(tài)，使設(shè)計形態(tài)與結(jié)構(gòu)和諧統(tǒng)一。

　　四、結(jié)語

　　生物體在漫長的進(jìn)化過程中，不斷地演變以適應(yīng)環(huán)境，已經(jīng)達(dá)到了近乎完美的程度，但仍有許多人們至今尚未認(rèn)識的、利于改善生存條件、調(diào)節(jié)社會機(jī)能的系統(tǒng)。當(dāng)代設(shè)計師應(yīng)不斷從大自然中吸取營養(yǎng)，用平等的觀念對待自然，探索自然的潛能，不斷加深對自然界的認(rèn)識，從形式主義中超越出來，更深刻地理解自然進(jìn)程，從而提出對未來可持續(xù)發(fā)展的種種設(shè)想。

　　注釋:

　　①童慧明：《100年100位產(chǎn)品設(shè)計師》，北京理工大學(xué)出版社，2003，第33頁。/②吳祖慈：《產(chǎn)品形態(tài)學(xué)》，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，南京，2003，第73—82頁。

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