设计是把一种计划、规划、设想通过某种形式传达出来的活动过程。下面小编给大家分享一些和设计有关的学术论文，大家快来跟小编一起欣赏吧。

和设计有关的学术论文篇一

试谈工业设计中的仿生设计

【摘要】 以科学家对仿生学的研究成果为基础，工业设计师们通过结合不同的产品概念进行仿生设计，使得产品具有真实的美感、自然生命的意义以及人性化的特征。充分体现了人类与自然，科学与设计等技术多元化融合的创新设计。阐述了仿生设计中的“形态”仿生、“结构与材料”仿生、“功能”仿生以及“界面”仿生等多种仿生技术在工业设计中应用。

【关键词】 仿生设计;工业设计;生物进化;人性化

仿生设计是工业设计中最有活力，最具创新的设计方法，它在工业设计中蕴藏着丰富的实践经验以及深厚的历史积淀。仿生设计是设计回归自然，追求人性化的一种具体可行的办法，逐渐成为工业设计中新的亮点。

一、仿生设计的概况

人类出现以前，地球上已经出现了各种生物，而且在自然界已经存活了上亿万年，在长期的进化中，获得了与大自然相适应的各种生活能力，生理的功能与结构也达到了高度的统一。形形色色的自然界，总让人神往，使人浮想联翩，小鸟在天上飞，鱼儿在水中游，吸引着人们不断的想象、探索、模仿。仿生学是以研究生物系统的性质和结构，为工程技术提供新的工作原理及新的思想观念。严格的讲，仿生学其实是生物学中应用生物学的一个分支，仿生设计也可以说是仿生学的一种发展和延续，很多仿生学的研究成果都是通过工业设计的加工创造从而进入人们的生活。仿生设计在工业上主要是运用科学与工业设计的艺术相结合的方法、思维，以人性化的角度出发，不仅在物质上，而是在精神上追求自然与人类、传统与现代、艺术与科技等多元素的创新和融合。仿生设计有利于寻求人类共同的生存方式、社会活动与大自然之间的默契，使人与自然达到真正的和谐。

二、仿生设计中的形态仿生

大自然中天然形成的优良设计对于设计师来说，是取之不尽用之不竭的资料库。运用效仿自然形态的手法来设计产品，是设计师们在学习大自然的过程中逐渐形成的设计习惯。当今社会，人们对于生活用品、工业用品的要求已不仅仅在于功能，更多的是追求淳朴、清新的风格。现代文明的发展严重影响了生态平衡，迫使人们不断的反思、努力追求更新的出路，并且深刻地意识到生态环境对于人类的深刻的意义。因此，发现与探索人类本真的面貌以及追求和谐生活的原始形态已经逐渐成为社会生活发展的方向，仿生设计逐渐被人们所关注和重视，它似乎为人们打开了通往和谐的门庭。现代的形态仿生设计产品建立了人、自然、机器和谐对话的平台，使人类进入原生态中不断挖掘新的设计作品和新的形象。产品的形态仿生设计主要在于将生物界中各类形体内外的本质属性精确概括的提炼出来，属于一种高层次的心理加工和思维创造活动。

例如，世界著名的设计大师Luigi Colani设计了世界上第一辆单体结构的跑车——BMW700，同时他也被誉为仿生设计的创始人。在这之后，他又带来了“甲虫”手机充电器。据介绍，用户只要将手机塞入“甲虫”张开的“前肢”中，“Any Fix”便会对手机进行自动检测，确定其所需电量，同时对手机进行充电。据调查，这种充电器已经与欧洲市场上80%的手机实现了兼容。甲壳虫以一种可爱、憨厚、亲切、老实的自然形态，给人以亲近的感觉。它的线条简洁舒展且流畅唯美，将这种利落的生物形象和感觉进行加工、提炼以后并应用于产品的开发与设计当中，往往容易被消费者所熟知并接受，从而增强消费者的参与，唤起高涨的体验情绪，有效增强设计的魅力。仿萤火虫形态的钥匙以及灯具设计，大多被人们所接受，其形态简练、符合审美、具有趣味性，较适宜小工业铲平。仿蘑菇形态的产品主要应用于植物形态的仿生案例，根据蘑菇的形态进行整合，设计形态简练、大方，功能齐备，色彩搭配合理，充满意蕴和意境的设计，带给人们快乐和感恩。

三、仿生设计中仿结构和材料的设计

随着科学技术的发展，社会人文方面的进步，仿生物的结构和材料已经成为工业设计中新的原理、新的方法和新的途径，在工业设计中逐渐占有重要的地位。只有对自然界中优秀结构进行不断地观察、探索与分析，才有可能探索出更为合理的结构。自然界存在着的生物都经历了亿万年的进化和演变，每一种生物本身都具有巧妙、实用、合理、完整的形态以及独特的结构。结构仿生主要研究生物和自然界之间存在的内部的结构原理如何运用到实际的设计中的问题。利用不同产品的概念以及设计的目的进行创新，使人工的产品更具自然生命的特征和美感。例如蜂巢，经过近代数学家的精确计算得知这种类似蜂巢的结构是最节省材料的结构，并且容量大、坚固性强。蜂巢由很多排列整齐的六棱柱形的小蜂房组成，每一个小蜂房的底部都有三个大小形同的菱形组成。人们采用各种材料来模仿和制造蜂巢式的夹层结构板，重量轻、强度大、不易传导热和声，是制造宇宙飞船、航天飞机、人造卫星等的最佳材料。此外，根据结构的特征，设计师还将移动的信号网络所覆盖的模式设计为“蜂巢状”，以验证此种结构下的覆盖信号最佳、所用材料最节省。

四、仿生设计中的功能设计

实际上，动物的某些功能远远超越了人类在此方面的研究成果。各种各样的动植物可以在极其恶劣、极其复杂的自然环境中生存和运动，主要是因为其形体和运动器官可以与恶劣的环境进行斗争。动植物经过几百万年的进化，不仅能够适应大自然，而且其进化的程度几近完美，令人类惊叹。当今社会，学习并利用动植物的奇妙功能，已经成为工业设计中技术革新的新方向。工业设计师利用科学家对于仿生发明的实现以及工程师对于解决新技术的难题提供了很大的帮助，不仅可以解决人与物之间的关系，而且可以搭建人机对话的平台。结合人类的不断需求转化为新产品的设计，以满足人们不断的生理、心理上的需求。例如科学家们利用苍蝇的嗅觉，仿制了十分成功而且奇特的小型气体分析仪。这种仪器被安装在宇宙飞船的座舱里，主要用于检测舱内的气体成分;根据蛙眼的原理，科学家们发明了雷达系统，能够准确的识别目标;根据鳄鱼嘴的形态，不难看出钳子的造型来源;根据鹤的体态特征设计出挖土机的悬臂。

五、仿生设计中的界面设计

以上介绍了工业设计中的形态仿生、结构与材料仿生、功能仿生等技术。事实上，现代工业产品设计中，单纯地从某一方面来进行仿生是很罕见的，更多的是从大自然的生存哲学与和谐共生的角度出发，运用形态、结构与材料、功能等多个方面进行综合仿生设计。例如绿色仿生设计、可持续仿生设计等等。此种仿生设计不仅以自然界的个体为表现形式，而且借鉴自然界的整体生存理念进行仿生设计，将界面设计的情感设计与功能设计相吻合，这就是所谓的界面仿生。仿生艺术不仅仅具有一种单纯的形式美和怀旧美，而是具有深刻的理论依据和技术背景。例如科拉尼采用卵形设计茶具的主要形态。原因如下：其一，卵是母体内孕育出来的生命形态，具有和谐的生命象征，拥有独特的、光滑的外表以及适应能力。其二，实验表明，卵形受热最均匀，可以将热量以最快的速度均匀的传递给形态中其他各个部分。再例如设计飞机时，科拉尼借鉴了鲨鱼嘴的形态，原因很科学。

仿生设计是人类创新设计中永远不老的话题。工业设计应充分发挥仿生学的优势和先进的理念，结合工业设计和仿生学的特点来拓宽产品的设计方法和途径，要紧紧把握仿生设计系统中整体内在特征的关键因素。工业设计过程中应结合仿生学的设计特征原理及研究成果，与工业设计工程师一起，准确认识并掌握市场的需求，提出对于某种产品的创新概念和构想，踏踏实实的从基础做起，运用娴熟的艺术手法和科学技术创造出更具价值的产品。

参考文献

[1]张辉.浅谈工业设计中的仿生设计[J].艺术与设计.2008(4)

[2]周伯军.工业设计中的仿生设计与应用[J].包装工程.2008(1)

[3]韩亚静，冯豫韬.工业产品形态仿生设计初探[J].科教导刊.2010(6)

[4]马瑞萍，许佳.工业设计中的仿生设计[J].设计论坛.2006(9)

[5]陈为.工业设计中仿生设计的应用[J].机械研究与应用.2003(4)

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