仿生设计基本含义

（一）仿生设计基本含义

在近亿万年的地球演变中，地球上所有能生存下来的动、植物，都尽力地改变着自己，去适应环境的变化，顽强地存活下来。可以说，现在我们能看到的所有的动、植物，都是历史的经典，都有它存活的理由和本领。同时，它们也以自身婀娜多姿的自然形态，向人们展现着美丽外表和个性，常被设计师作为设计经典加以借鉴。

与世界上的许多动物相比，人的本领往往不及它们。在大象面前，人是那么渺小；在狮虎猛兽面前，人是那样柔弱；在猫和兔、鹿面前，人显得那样笨拙；在犀牛和鳄鱼面前，人是那样娇嫩；鱼儿可以在水里自由地游泳，鸟儿可以在蓝天自由飞翔……人类与其同时代的各种动物相比，总显出某些劣势，但为什么人类能生存下来呢？这是因为人有着任何动物都无法相比的思维器官——高度发达的大脑。人脑的绝对重量和与身体的相对比值大，这是世界上任何动物无法达到的。人在征服自然的过程中，不断接受外界新信息，形成记忆和取得经验，通过核糖酸分子作用，使信息重新组合而产生新的经验和记忆，思维活动正是这样灵活地进行着。获得和推断新信息的能力越大，人类的设计能力就越强。

人类在远古年代，就能从自然生态系统中领悟到自身存在、发展、进步的真谛，由模仿、改进、创新一步步从蒙昧的时代进入文明的时代，在模仿和适应自然规律的基础上逐渐发展起来。回顾中国古文明，不难看到人类早期留下模仿自然生态的痕迹，如3000多年前，我们的祖先模仿鸟类在树上筑巢；春秋战国时期的鲁班，在齿形草叶形态的启发下，设计出第一把锯子；仰韶文化器皿上描绘的鱼纹动物形象，以及半坡彩陶的植物纹样装饰，现实生活中以各种动物形态为原形的牛角杯、猪形杯等使用器皿（见图6.14（a））。在国外的文明史上，也有很多仿生设计的案例，如法国人季法尔发明的鱼形飞艇；达·芬奇模仿飞鸟设计的人类第一架飞行器（见图6.14（b））；德国大众畅销世界的甲壳虫小轿车等。大量的事例记述了人们对自然生命的外在形态和功能创造性的模仿。

图6.14

由于科学技术的发展和人们生活水平的不断提高，加上交通、通信事业的飞速发展，现代人类生产活动和社会活动的范围得到了充分的扩展。资源的开发和利用，突破了区域界限和国界，资源配置向国际化和全球化发展。因此，也引发了一系列全球性环境破坏、生态失衡、能源枯竭等问题，人类的自然意识需要得到重新认识。而仿生学设计在探讨更加和谐的自然生存方式方面，可能会给人们提供更多的启示。1960年以来，仿生技术得到了飞跃的发展和广泛的应用，仿生设计也随之得到迅猛的发展，一大批仿生设计作品，如智能机器狗、雷达、人工心脏、自动控制器、自动导航器等应运而生。

仿生学设计是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，它区别于人类早期的简单模仿，它以自然界万事万物的形、色、音、功能、结构等为研究对象，在设计过程中，有选择地应用各种动、植物的某个特征和原理进行仿造性设计。仿生设计需要进行系列相关知识的学习，才能把握设计，主要涉及数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科。作为人类社会生产活动与自然界的共同产物，它将促使人类社会发展与自然环境达到一定程度的平衡。在产品形态设计中，仿生设计的应用，需要根据设计师的知识深度来进行，一般的仿生设计主要表现在形态、结构、色彩和结构仿生等方面。