仿生学与当代设计思考

　　摘要：大自然中存在着美妙而有智慧的设计，为不同领域的人们提供了无穷无尽的灵感。每一个生物形态都具有独特性，并且与所生存的环境完美的融合。仿生学的领域包括植物、动物和整个生态系统，它作为一门重要学科，引起了全世界的设计师和工程师们的关注。然而，随着工厂大量制造产品的同时也带来大量的生活垃圾，导致自然环境遭到严重破换，越来越多的人们开始反思自己的行为。仿生学成为这种境况下一个很好的出路，为设计师和科学家提供了各种创造的灵感源泉，同时，它为人们创造可持续的环境提供了可能性。

　　关键词：仿生学；设计；可持续发展

　　作者：高茜，王如

　　中图分类号：J524文献标识码：A文章编号：1005-5312（2014）15-0158-02

　　一、引言

　　尽管研究人员和专家在可持续性设计领域对仿生学形式的设计进行了大量的研究探讨，但是，根据对相关案例的研究可以看出，仿生学并未被作为一种设计方法从而进行广泛的实际应用。仿生学并没有被作为一种设计方法进行实际的应用，设计师们通常把自然界的生物作为形态或是装饰的参考。发生在十九世纪末二十世纪初期的新艺术运动，设计经历了工艺美术运动的萌芽，在装饰与机械制造之间，设计师为了找到一个更好的出路，转向了向自然形态学习，但仅仅模仿自然生物的外形，材质和颜色并不是仿生学，仿生学必须紧密结合生物学技术。就是说，真正的仿生学设计必须在某些方面受到自然科学的启示，而不仅仅是外观。这篇论文将探讨在仿生设计中的应用，并且对一些设计案例进行分析。

　　二、仿生学概述

　　仿生学是指人类模仿生物功能及其生存环境，来进行发明创造的学科。该学科是出现于20世纪60年代的一门新型边缘学科。研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于人造工程技术之中，用以发明、创造新技术。该学科的问世，为人类开辟了独特的制造技术发展道路――向生物界索取灵感的道路，大大开阔了人类的技术眼界，显示了巨大的发展潜力，是人类智慧的结晶。

　　简单来说仿生学就是模仿，是从大自然获得灵感来解决人类生活中的问题。新兴的仿生学科的领袖，生物学家珍妮・班娜斯（JanineBenyus）说“仿生学是一门新学科，这门学科尝试向自然界中的天才学习，听取它们的建议，设计上的建议。”她认为人们有必要模仿自然来确保我们有一个可持续发展的未来。有一次，珍妮・班娜斯与一班污水处理专家到海岸边漫步，那些专家希望从大自然得到一些解决问题的灵感。他们遇到的问题是，污水处理管内部很容易会生出锈斑（其实就是碳酸钙），而要去除那些锈斑的话，就得用有毒的液体灌注到水管内，否则就要把水管整个挖出来。珍妮・班娜斯在海滩上拾起一块贝壳，告诉那些工程师说，贝壳就是由碳酸钙构成的！工程师恍然大悟，珍妮・班娜斯进一步给他们讲述贝壳的形成机理，那些工程师们这才体会到自然造物之神奇。

　　珍妮・班娜斯和其他一些仿生学的学者强调：尽管外在形态是自然生物最明显的特征之一，但只是模仿形态的话就完全偏离了仿生学的重点。珍妮・班娜斯认为对于大自然的完整的模仿至少包括三个层次的模仿：形式、过程和生态系统。

　　仿生学并不是对于自然事物或过程的复制，也不是简单的设计一些所谓的“绿色”或是“可持续”的东西。首先，我们要对一种生物或是生态系统进行详细的研究，然后，对自然界的解决方案中的一些潜在的设计原则进行应用。了解自然是一回事，向自然学习又是另外一回事。大自然中有许许多多历经时间考验的模式和解决方法，仿生学就是要研究学习自然的解决方法，并把它应用到实际的设计中去。作为仿生学研究所的所长和创始人珍妮・班娜斯说过，“大自然是富有创造力的，它已经帮人们解决了许多困难的问题。”我们周围的世界就是一部充满创造性的百科全书。

　　三、仿生学与当代设计

　　（一）仿生学在设计中的应用

　　设计师比较容易陷入盲目的外观即“形式”崇拜中，设计人员甚至是用户都有可能受到诱惑，去盲目崇拜功能或者设计的复杂性。通常当一位设计师说他的某样设计是受大自然的启发时，他多半指的是设计的外观是一种有机的形态。大自然在这方面的确是一位非常好的老师，但是单纯的模仿自然形态的外形、材质和颜色并不是仿生学。也许理解仿生学在设计中的作用的关键在于，一个设计成功与否并不在于设计中是不是包含一些自然原理，而是在于它是不是一个好的设计。仿生学是一种哲学的方式，它能让人们产生许多新奇的想法或是创新的解决方案，这些想法可能在功能性或是可持续性等方面拥有潜在优势。

　　在过去几年，室内设计崇尚的是极简主义，这种设计语言是轮廓分明的甚至是机械化的，但是它却通过简洁的造型和对于材质的运用成功的传达了一种亲切友好的体验。现在，室内设计流行使用流畅的流线型式和曲线的细节。

　　仿生学在网页设计中也有着极为广发的应用。根据前面提高到的，仿生学不仅仅是对形式的模仿，更重要的是基于对该产品本身的深刻理解，以及产品所存在的使用环境进行深入研究的前提下进行的有可持续价值的设计。网页设计中越来越凸显仿生学理念的重要性，从苹果公司总裁乔布斯极力推崇的风靡一时的拟物化设计，到如今更加注重与人互动的响应式设计，以扁平化取代拟物化，不仅仅是形式的变化，根源在于对功能的需求发生改变。黑格尔说：“工艺的美就不在于要求实用品的外部造型、色彩、纹样，去临摹事物，再现现实，而在于使其外部形势传达和表现出一定的情绪、气氛、格调、风尚、趣味，使物质经由象征变成相似于精神生活的有关环境。”随着互联网高速的发展，对设计师能力的要求也越来越高。仅仅掌握一套视觉美学是不够的，设计师要拓宽眼界，深入了解心理学，社会学，生物学等相关学科，关注最新的科技发展，学习跨领域团队合作，在更专业的领域里面创新才有可能走出模仿和跟风的被动状态。

　　好的产品，美观又不失功能性；好的设计，能为用户的需求而设计，提高质量，并且实用，经得起时间的考验，是与环境友好的；好的设计师，能知道如何处理好形式与功能之间的平衡，并解决产品中的实质问题。（二）设计与环境的反思

　　如今处在一个以消费主义和个性化需求为主导的社会，使得设计随同产品进入一个短命的周期，时尚的和短命的设计变得越来越流行，人们沉醉于对各种装置（苹果手机和电脑就是一例）的追逐之中而不能自拔。大量的工业垃圾给环境带来沉重的负担，如今全球面临环境遭到严重破坏的境况，这样的警钟似乎并没有唤醒商家盈利的野心。虽然废物经济从整体来说还没有到崩溃的境地，但它的某些部分已经坍塌了，尤其体现在空气污染、土地污染和水污染方面。垃圾堆积的状况也已经临近不可持续的程度，将不会再有多余的空间填埋它们，贫穷的国家也不再愿意接受它们，即便可以收获高额的费用。

　　向公众解释废物经济如何发挥作用需要大量的教育工作，应该建议政治家给予支持。就像1919年的包豪斯一样，为了民众的共同利益，由国家大力支持推广的设计思潮一样，用理性的、科学的、可持续的方式经营我们的经济模式。最后，设计师在不可持续的废物经济向可持续的废物经济转型过程中扮演着重要的角色。我们不仅需要使用周期更长，在拆解、转换和发挥功能的时候不会释放出有毒物质的新产品，而且还需要找到以更加易于回收或再利用的材料进行包装的方式。

　　四、总结

　　对于这些设计的批评表明仿生学和产品外表无关。一个仿生设计能够轻易的被设计出一种生物的形象，但这是不必要的。设计师必须超越自然的形式主义并鼓励人们对自然产生一种更深层次，更具有响应性的理解。

　　未来的仿生设计将会逐步从“以人为本”转化为“以自然为本”，进行适度设计和可持续设计，从更高层面维护自然生态平衡，以人工与自然系统的和谐共存为基础，创造新的“物竞天择、适者生存”的境界，探索人与自然共生的可持续发展方法和途径。