仿生学运用（精选12篇）
仿生学运用 篇1
仿生设计理念之所以受到了国内外设计人员的青睐, 主要是因为该设计理念比较自由, 设计人员完全凭借自己对自然的理解与感悟进行设计, 同时也可以选择自己喜爱的动植物来形成建筑结构主体, 进而实现建筑主体结构与周围环境的协调统一, 给人一种艺术美感与自然美。
1 仿生设计在建筑艺术中发展现状
在建筑艺术发展的历史长河中, 出现了很多设计理念, 每种理念都有一定的设计形式, 仿生设计形式就是其中一种非常重要的形式。仿生设计突出的特点就是能够非常明确的表达出建筑结构自身所具有的个性, 该设计方式主要是应用在材料中, 通过材料来体现建筑结构独有的风格。利用仿生设计理念, 最突出的优势就是能够将建筑结构的使用价值提高一个层次, 与此同时, 也能使建筑与周围的大自然环境有效融合起来, 进而体现出建筑的艺术美。
仿生设计理念以被应用到世界各国, 甚至有些国家别有特色的餐馆都是利用仿生设计理念而成, 这为国家的旅游业的发展奠定了良好的基础。每个建筑结构经过仿生设计理念的运用, 其结构特性将十分突出, 因为自然界中动植物的种类多种多样, 只要符合建筑结构设计特点, 都可以运用各种动植物来进行建筑的设计, 通过该种设计既能够体现出当地的地理与民俗环境, 从建筑结构中能够让人有一种赏心悦目的舒畅感觉, 与大自然的融合是建筑设计所要追求的终极目标。这本身也是对当地文化宣传的一种良好的方式。仿生设计在建筑艺术中的应用, 建筑是主体, 周围的环境是辅助, 只有将两者有机结合, 才能更好的展现出仿生设计的灵性, 反之, 则会有副作用。
2 国外仿生设计的应用
国外建筑设计人员对仿生设计理念的应用时间非常长久, 通常情况下, 国外都将融入这种理念的建筑称之为有机建筑, 其设计的原则也主要是建筑与周围环境的有机结合, 这也正是将称之为有机建筑的重要原因。流水别墅是运用仿生理念的最典型的建筑, 设计人员运用仿生理念, 将其设计为方山之宅, 给人一种大自然自己打造的房屋的感觉, 因此其设计方法就是运用楼板与山体自然的结合, 在具体施工时根据建筑整体来选择所需要的建筑材料, 仿生设计与普通的建筑设计相比, 其对建筑设计人员的要求更高, 而这种流水别墅的设计则有更加严格的要求, 尤其是突出体现出建筑艺术美感, 而且要保证这种美感不能脱离实际。从上述中, 我们能够明显的知道, 流水别墅是一个非常具有超越性的设计, 该设计将建筑结构与周围环境之间的融合达到最佳的切合点, 从而给人一种自然美与艺术美。居住舒畅, 身心放松, 浑然天成, 这是流水别墅给居住者切实的感受。
目前国家建筑设计人员越来越多应用仿生设计理念, 运用原始自然环境中所拥有的物质进行设计, 将自然中天然的美感融入到建筑设计中, 使建筑具有大自然的气息。最为重要的是, 国外建筑设计人员之所以大量的使用这种建筑设计理念, 主要是因为这种设计理念比较自由, 主要是看设计人员对自然的理解, 对美的追求, 而且设计人员完全可以按照自己的感情来设计, 其约束力比较少。比如有些建筑设计人员比较喜欢动物, 其设计的建筑往往类似于某种动物, 尤其是动物中某些细节部分, 比如纹理等。
3 我国建筑结构的仿生设计
我们就以我国园林设计为例, 其特点是动静结合, 动中有静, 静中有动。用色淡雅, 朴实, 与自然景观相互融合, 既不显建筑的单调, 又极好地烘托了主题。同时, 苏州园林体现了古人对天时, 地利, 人和的追求。把山、水、树完美地融入他们的生活之中, 增加了许多生活情趣。中国古人的园林建筑, 讲求一步一景, 步步为景, 一景多观, 百看不厌。因此, 中国的苏州园林, 讲究心境和自然的统一, 互为寄托, 即古人所讲的“造境”一一有造境, 有写境, 然二者颇难分别。山川草木, 造化自然, 此实境也。因心造境, 以手运心, 此虚境也。虚而为实, 是在笔墨有无间, 故古人笔墨具此山苍树秀, 水活百润。于天地之外, 别有一种灵寄。或率意挥洒, 亦皆炼金成液, 弃滓存精, 曲尽蹈虚揖影之妙。
此外, 中国的民居建筑和村落也很受国外人士的欢迎。来中国旅游的客人, 大都选择住在四合式的小旅社, 而不是高级宾馆。不仅是外国人, 中国人也越来越重视人与自然的结合。在已批准实施的《中国21世纪议程》中, 就将“改善人类居住环境”列入重点内容。强调“森林资源的培育、保护和管理以及可持续发展”和“生物多样性保护”。可见, 在人类意识到其重要性后, 仿生建筑的概念将逐步深入人心。用仿生学的原理进行城市规划和设计是中国古代传统地理在城市选址、规划、布局和建设的一大特色。中国古代传统讲求天文, 地理和人文的相互结合, 故而产生了青龙、朱雀、白虎、玄武之说。古代人根据这些条件, 创造了许多优秀的建筑。这些环境设计上精心营造“天人合一”意境, 刻意体现园林化情调“天人合一”意境和园林化情调, 是徽派古民居环境设计中刻意追求的特色和目标。
除了这些, 还有很多这样能体现本国个性的建筑。而这些建筑, 均不是凭空产生, 而是建筑师们的精心设计。所谓“设计”, 是指在建筑物的外形, 色彩, 材质等方面的改革, 使之更能吸引人们的眼球, 间接增加它的物质利益。当今建筑, 从低空间到高空间, 从色彩单一的白墙黑瓦到各种色调的钢筋混凝土, 其风格受西方影响越来越显示出现代色彩, 国际建筑风格趋于统一, 地域特色逐渐变的不明显。为了使本地的建筑有地方特色, 成为地方标志性建筑, 建筑师们通常仿照一些物品使人们对其印象深刻。虽说现代城市建筑所用建材及造型相差无几, 但每个国家都有它独特的建筑风格, 即国家个性。只有反映国家个性的建筑才能流传至今, 为后人树立典范。
结束语
综上所述, 可知对仿生设计在建筑艺术中的应用进行探讨非常重要, 因为这种设计理念越来越受到建筑设计人员的青睐, 对其进行研究能够为更多的建筑设计人员提供借鉴。我国运用仿生设计理念的建筑结构也有很多, 这种设计理念的运用, 能够让人们更多的意识到天然美的重要性。
参考文献
[1]程华, 黄宗明, 石少卿, 刘颖芳.应用仿生原理设计遮弹层及其抗侵彻数值模拟分析[J].应用力学学报, 2005 (4) .
[2]张辰燕.翻译自然的设计——建筑设计中的仿生学[J].百科知识, 2009 (3) .
[3]周小儒, 徐宏.仿生设计在建筑艺术中的运用[J].南京艺术学院学报 (美术与设计版) , 2005 (2) .
仿生学运用 篇2
我们学习了《蝙蝠和雷达》，这篇课文的主要资料是讲科学家从蝙蝠身上得到启示，经过多次试验研究，由此发明了雷达。你也许会问吧：蝙蝠和雷达能够说是“八竽子打不着”，它们怎样会有牵连呢?好了，我来告诉你吧，你在电视里或许看到过一些蝙蝠在夜晚飞出洞穴去寻找食物吧，可你见过它们碰到障碍物上吗?没有吧，你明白这是怎样回事吗?原先，蝙蝠有一套能够在夜间安全飞行的“秘密武器”使它不会与障碍物相撞。
科学家经过试验得知了这个答案，并且发现，蝙蝠夜间飞行并不是靠眼睛，而是靠它们的嘴巴和耳朵配合指挥路的。因为蝙蝠的嘴巴能够发出一种人类听不到的声音，叫超声波。
这种超声波像波浪一样推到前方，超声波遇到障碍物又传回蝙蝠的耳朵里，蝙蝠便得知前方有障碍物，并绕道而行。所以蝙蝠能安全地在夜空飞行。
谈仿生元素在家具设计中的运用 篇3
家具仿生设计中仿生母体的形态
在家具仿生设计中，我们通常称模仿的对象为仿生母体，称家具本身为仿生受体，自然形态千变万化，大到山川小到昆虫都可以作为仿生的母体在仿生设计中所体现。
动物仿生：常见形态有蝴蝶、马、天鹅、孔雀等，在动物仿生中多采用其本身造型特点进行仿生，或动物某一瞬间造型进行仿生设计。
植物仿生：常见形态有向日葵、郁金香、树叶、植物枝干等，在设计中多选取植物的自然曲线进行设计，比如郁金香椅的设计在整体造型上取自盛开郁金香的曲线形态，加以艺术手法的修饰而成。
在母体形态的选择上，动物仿生多以富有动感的形态为主，而植物则多以静态为主，无论是动物还是植物在仿生设计中的应用，都带给设计产品以自然、灵动的直观感受。
家具仿生设计的内容形式
家具仿生设计区别于其他家具设计，设计时在确定仿生的母体同时要选择模仿的具体内容形式，其内容形式可以分为母体的色彩模仿、造型模仿、结构模仿，三种模仿形式。
色彩模仿，指自然物表面纹理或颜色搭配作为模仿的母体，多应用与家具表面处理。比如斑马黑白相间的条纹是它独具特色的特点，将这一特点融入设计中，在家具表面设计上通过材质的区分，使家具具有间隔不同的颜色，以此来达到色彩仿生的效果，让家具的表面处理变得生动有趣。
造型模仿，指选取自然界中具有明显造型特点的个体形态，将形态特征融入仿生设计受体中，使家具造型具有自然形态特点。这种仿生形式也是我们在设计中最常见的一种仿生设计形式。也被广泛运用在仿生家具設计中。
结构模仿，指自然事物中单体或连续具有明显特性的结构形态加以艺术手法修饰应用于家具设计之中。在仿生设计中结构的模仿是最难进行的，一般而言，通常在进行结构仿生的案例中，多取自具有足够稳定性的形态来进行仿生设计。
色彩模仿带来的是自然界中独特的视觉冲击，造型模仿将形态的美融入了我们的生活，结构模仿将规律与架构带入家具设计，仿生内容形式的多样使仿生设计变得多彩而丰富。
家具仿生设计的表现形式
仿生家具在设计的过程中将模仿的母体表现于受体之上，使自然形态与家具自然融合在一起的表现形式，具体分为具象表现、抽象表现。
具象、抽象的表现形式，使家具仿生在造型上有所差别，就像文学创作中“明喻”与“暗喻”一般，前者侧重直观信息的表达，而后者则更侧重内涵形式的表达，具象、抽象表现形式在仿生设计中的具体运用，要根据设计的实际需求而定以达到仿生效果。
家具仿生设计的仿生比率
家具仿生设计的仿生比率是仿生形态在整体家具设计中所占的比率，从所占比率大小关系上细分为整体仿生与局部仿生。
整体仿生在造型表现上母体与受体的形态具有统一性，可以使家具艺术性表达出设计思路及想法，而局部仿生则从局部出发，以小博大，，使家具细节带动整体品质的提升。整体与局部仿生的合理选用，使家具仿生在受体上的表现更加自然随性。
家具仿生设计中母体与受体的贴合度
仿生家具造型规律中母体与受体贴合度是很重要的一个方面，要将适合的仿生母体与受体相对应进行设计，才可达到仿生设计的最佳效果。像中国古代家具中“马蹄腿”多运用于四足家具之中；同样雅各布森的天鹅蛋椅，将天鹅形态曲线之美与蛋壳的包容性相结合，用于坐具设计中。所以在仿生设计中要注重遵循仿生对象的实际匹配度，选取形态作为母体的同时在实际方案中多尝试母体的适用性，使仿生设计达到最佳效果。
以芭蕉系列家具设计为例
设计的思路来源于对“叶”的探寻，叶子虽看似简单并不复杂的一个个体，包含了叶片、叶柄、叶托三个部分，是一个有着骨架的生物体。在叶子的形态上有的粗壮有的纤细，叶片的形状都是自然界所赋予他们最天然的美感。设计的思路灵感也由此而发，以“叶”的形态为主旋律设计一套民用家具。
在整套家具的仿生内容形式上，采用了造型模仿与结构模仿相结合的形式，在造型模仿上，选取了芭蕉树的枝干以及叶面的形态作为母体，运用到了家具的桌椅腿部、靠背等部件上，在结构模仿方面选取了芭蕉叶的叶脉叶柄的结构，运用在椅子靠背的整体结构上。将仿生母体的造型与结构同时运用到一套家具之中，使得整套家具即体现出芭蕉形态上的曲线美感也体现出芭蕉叶叶脉叶柄之间的结构之美。
人与自然的和谐发展，让自然与生活相互融合，仿生家具设计在当代家具设计发展中具有重要的地位，引领着简约、时尚、自然的设计理念，让家居生活充满着无限生命力。
仿生学运用 篇4
针对以上情况，笔者在设计素描教学中尝试运用仿生造型设计理念[1]，使以上存在的问题有了很好的改观。下面笔者就仿生造型设计的概况及其在设计素描教学中的运用展开如下阐述：
一、仿生造型设计的概念及分类
仿生造型设计是以仿生学为基础，通过研究生物原型的功能、结构、形态、色彩及生活环境等特征，并有选择地在设计过程中进行应用，使产品在形态、色彩、肌理、质感和外在结构等方面表现出这些特征原理的设计方式。它是联系“生物”与“设计”的桥梁。[2]
仿生造型设计按模仿的内容可分为形态仿生、肌理色彩仿生、结构仿生，(色彩仿生不作详解)按照这三大类仿生形式可分别把它们穿插进设计素描的教学中。[3]
二、分析与研究自然形态，为仿生设计做准备
（一）生物写生为形态仿生做准备
因为仿生的前提是对生物原型进行研究，所以我们先要求学生自己找一生物进行具象写生，写生的方式分为多角度写生、整体局部精细写生。多角度写生(见组图1)可用两种方法： (1) 同一视点、不同角度进行上下前后左右全方位写生。 (2) 同一角度、不同视点进行平视、俯视、仰视写生。整体局部写生是对物体的外形进行深入的剖析写生(这样一来就打破了传统素描课中教师找静物、摆静物，学生被动学的习惯)，寻找生物的过程给学生提供了主动思考发挥个性的机会，也是一件有乐趣的实验。多角度写生可以让学生细致深入地观察物象，系列呈象为形态仿生做了准备，也为平面意想图的取形提供了图像基础。
（二）平面意想图练习为肌理仿生做准备
第二步是把写生图结合实物进行平面化处理，这里我们要引导学生进行思维转化，因为他们的思维里对造型的具象观念是根深蒂固的，所以要给他们看图例、做示范，一对一地引导讲解“取物体表面的纹理进行图形的解构、重构”(见组图2)，让图形从写实具象转到平面抽象，这样的转变使图形产生了新颖的视觉效果，也提升了学生对形象的感悟和提炼能力，也为肌理仿生奠定了图像基础。
（三）三维结构分析为结构仿生做准备
三维结构分析可以让学生深入了解生物的内外型结构，涉及空间透视的问题，要对透视关系进行讲解，要求学生从不同的视点对生物进行全方位的空间剖析(见组图3)，并分整体结构剖析和局部结构剖析，画出生物结构图。这样学生就对该生物有了进一步的了解，接下去就可以进行仿生形态设计了。
三、形态仿生设计、肌理仿生设计、结构仿生设计的概况与运用
当图形完成了从具象到抽象到三维的训练后，如何将这些形态运用到实际设计创作中，在基础与创作之间建立合理的接点，这是在仿生造型设计中要解决的问题，也是作品成形的关键。
形态仿生设计主要研究生物体和自然界物质存在的外部形态及其象征寓意，以及如何通过艺术手法将形态仿生有效地应用到设计之中。根据形态从其再现事物的形象(见图4)，这样的过程可以培养学生对生活中美好事物的关注。形态仿生设计的设计风格生动活泼，直观明朗，富有亲和力，一般在日常用品、玩具等产品中使用较多。如芬兰建筑师埃罗·沙里宁在1955年设计了最为著名的作品———郁金香 (TULIP) 椅，此作就是在郁金香的外形和椅子之间找到了一个契合点———取郁金香花的花叶外形做椅子的外边缘形，在此基础上这件作品没有了以前椅子设计千篇一律的四条腿结构，通过视觉上类似酒杯的造型达到一种视觉上的审美感受，是对郁金香花形的模仿，更是在此基础上的形态提升，使作品具有更深的设计意味。
肌理仿生设计注重的是对实物表面纹理的模仿，仿生过程中着重取平面意想图中的纹理进行设计，图形以抽象的形式出现(见图5)。抽象形态是在自然形态的基础上演变而来的，它来源于自然形态又不相同于自然形态。抽象形态设计通过简单的形体反映事物的本质特征，它是通过联想和创造性思维，以及对比、混合、分割、重复、渐变或组合视觉审美元素，将自然界中具体的、细密的生物形态，经过归纳和总结，演变成抽象的、粗狂的及单纯的形态，使形态表现出节奏感和秩序美。抽象形态设计蕴含设计师的情感、美感和思想，因此抽象形态是认识过程的高级阶段，具有结构简单、形态明确、内容突出等特征。如2008北京奥运火炬上的云纹就是云形象抽象化的结果。当然，有了图案后还需要对图案的组织、摆放的位置、疏密的搭配、曲直线的结合等方面给予充分的考虑、推敲，以使图案和外形达到和谐的状态。
结构仿生设计则强调对实物结构的模仿，将自然生物的结构原型，转换成独特造型元素，运用创造性的思维与巧妙的表达想结合创造出相应的作品(见图6)。如丹麦设计师保尔·汉宁森设计的PH吊灯，该灯在形态设计上借鉴了自然界中松果中的整形态结构的构成要素，创造出了结构层次丰富、灯光效果柔和并具有强烈个性特征的产品形态。结构仿生设计需要设计者对空间有敏锐的感知力，这样自然空间形态才会转换成巧妙的仿生作品。
对形态、肌理、结构的剖析和它们各自在仿生设计中的概况进行讲解，可以使学生对仿生造型设计形成初步系统的了解，在完成作业的过程中充分开拓创意创新思维，并促进他们去深入学习，发现更多的优秀设计作品，认识更多的优秀设计师，更为日后的专业学习积累更多的资料。
最后让学生把草图整理成正稿，要考虑构图排版的问题，特别强调要做工整严谨，图形完成后附上设计说明，并结合自己的作业感受写一篇“自然与设计的关系”的主题论文，这样一份仿生造型设计的作业就完成了。每个人的作业都是独创的，打破了传统设计素描中同一题材、同一内容甚至同一风格的局面，出现了百花齐放的状态(见组图7)。在写论文的过程中，学生可以整理作业的思路，发现其中的得失，明白以后的努力方向，写作能力也能得到训练和培养，更可为日后的毕业论文写作提供一次很好的练习机会。
四、仿生造型设计在设计素描教学运用中存在的问题及努力方向
当然，此次仿生造型设计在设计素描教学运用中也存在着诸多问题，如学生找的生物过于简单、容易腐烂、形体太小，这些都影响了作业的表达和效果;图形从具象到抽象思维转化困难，造成抽象图形的成形单一;三维结构分析对空间透视理解不透彻，造成空间错位;仿生设计创意思维不够拓展、表达不到位，影响最后的成像，这些都是笔者在今后的教学中要努力解决的问题，从而使该课程教学效果更理想、教学意义更深远。
但总体来说，笔者认为仿生造型设计在设计素描教学中的运用是可取的，也是值得推广的。因为这样的设计理念直接培养了学生主动学习、留心观察、创意创新的习惯和能力。创造性作品的形成让他们的成就感油然而升，对以后的专业学习自然也有了更多的兴趣和期望。
再者，纵观古今中外，我们发现仿生造型设计在设计中的成功例子比比皆是：如叶子的锯齿状启发鲁班发明了锯子;鸟巢的结构启发设计师创造了国家体育馆;贝壳的外型构造启发设计师设计了悉尼歌剧院;黄蜂的黄黑纹身启发人用黄黑色做警示牌;玉米的外型启发西班牙建筑师安东尼·高迪创作了圣家族大教堂塔顶……冥冥之中大自然造物的奥秘在一点点地启发人类的创造，自然是我们的设计之母。所以笔者认为仿生造型设计不仅在设计素描教学中的运用是可取的，在专业设计学习中也值得推广。
参考文献
[1]储婷.中央美术学院城市设计设计学院实验教学《昆虫计》[J].中国纺织出版社, 2006.9.
[2]伍斌.设计思维与创意[J].北京大学出版社, 2007.9.
仿生学作文 篇5
书中说，仿生学就是仿照动物的身体结构制造出有用的东西，当时轰动全国的电子蛙眼，就是科学家的奇思妙想。当然，奇思妙想不是胡思乱想，如果把蜗牛比作能行十万八千里的房子，那就不对了，还有得要有一定的科学依据!
比如，人们根据鸟巢制作出2008年奥运会的主场馆，模仿蛋壳建造出坚不可摧的房屋等等。
通过书中的启发，我决心发明一些东西。经过冥思苦想，还是百思不得其解，正当我决定放弃的时候，突然看见一只蚂蚁在桌子上爬来爬去，搬面包屑。我对它产生了浓厚的兴趣，开始仔细地观察它。忽然，我心中一亮，恍然开窍。“我可以做一个搬运性能良好的机器人呀!”
我马上去找机器人。家里有爸爸给我买的好多电动奥特曼的玩具大力士等，遥控器一按，他就会“咔嚓咔嚓”地迈步，对，我只要把其中一个拿来改装下就行了。经过简单的拼装后，总算凑合出一个能搬运小东西的机器人了，这只是我“搬运机器人”的一个雏形，并不完善。此外，我还做了些惨不忍睹的灯笼、不堪入目的破模型。虽然他们很简陋，但是他们都是我笨拙地一点一点自己做的。
家具仿生学 篇6
21世纪，人类的设计学发展到现代阶段，极简、工业模块化的风格成为设计的主流。但无论风格如何变化，设计界总是涌动着一股清新的暗流一一对生态自然界从形象、结构到功能的模拟与运用。随着时代的发展，仿生学同艺术设计结合得愈发紧密，反映在家具设计上——模仿自然生态的具象和抽象仿生的家具层出不穷，雅备布森、乔治尼尔森、弗兰克阿尔比尼这些在设计史上身名显赫的大师作品都与仿生学息息相关。而仿生学家具也因其多变的形式、丰富的文化内涵和强烈的视觉艺术感深受广大消费群的喜爱。意大利设计工作室Studio65的红唇沙发，依照性感影星玛丽莲梦露的嘴唇仿生而设计；丹麦设计师汉斯韦格纳的孔雀椅，扇状孔雀尾的椅背形态让人过目不忘。这些新颖的构思让原本简单的生活用具变得富有生气，除了借鉴自然生态学结构巧妙地发挥其作用外，配置在空间中更加强了空间表现力，为我们的生活增添一道道或满足、或轻松、或自嘲的表情。
抽象与功能
最原始的人类对于美的定义来自于对自然与生命构造细节的抽象表现，雅各布森就是一位用一丝不苟的比例来追逐自然抽象美的丹麦大师。他名下的蛋椅、天鹅椅等经典传世作品给人们留下了无尽的想象，同时更引发了人们对于生态结构运用的抽象性思考。如今，雕望式的对自然的诗意概括已经深深融入到家具界的时尚潮流之中，无论是家具配饰还是功能设计，生物体结构都给设计师以丰富灵感，例如反映结构主义的“流动”椅、史莱克床、写意雕塑式的叶子椅、银杏叶椅，以及从生物器官汲取设计元素的章鱼系列，都是设计师对自然结构与功能的提炼、夸张、概括与诠释。
美与趣味
自然界的美与趣味无疑是一个充满诱惑而亟待开发的资源库。人类的审美情趣有很大部分上来源于自然界，与自然共生的历史让我们深刻地理解自然，并在与生物的交流中发现自我，感受乐趣。自然界中小到蝴蝶翅膀上那精美的图案、蜻蜓婷婷玉立倩影、海螺螺旋纹的结构，大到壮阔瑰丽的河山，都可以为人们的生活带来惊喜，也成为设计的智慧灵感与原动力。无论离我们自身的生活远近与否，生物的造型与色彩会给我们一种暗示，或柔软如舌、或冷如皎月、或灿烂如花，而多样的元素可以与周围的环境相融，进而加强空间的氛围——现代、时尚、含蓄、热切……，美与趣味由此从家具延伸到空间。
有意思的空间
空间主题为“鸟舍”（图1-3），家具的视觉性被放大，“小鸟”扶手椅和雏鸟一样的立灯搭配，金、黑色调的“鸟巢”吊灯似乎隐喻辉煌与财富，灯罩如同倒冠，不规则的造型和垂下的小光源散发一种诡异感，墙面上有一些小鸟走过的痕迹，划痕般的文字发人联想。（wamhouse）空间主题为“屠宰场”（图4-7），它不是一个单纯的室内设计作品，更是一个带点黑色幽默的艺术空间。设计师脱离普通的具象思维，用挂在铁链上的“草稿”扶手椅制造虚幻感，也许作者在暗示被扼杀的天赋与创意，凶手也有可能就是艺术家们自己——不同的人会有不同的理解，这也是作品最有意思的地方。（wamhouse）
仿生学运用 篇7
仿生设计学是一门新兴的学科, 这门学科是建立在设计学与仿生学的基础之上的。自然界中的各种生物的特性通常是在适应自身所处的环境, 本文所探讨的仿生设计学是指模仿这些生物适应环境的特性并对其进行简化与概括。这里的简化与概括不是平常所说的加减法, 而是在原有的基础上进行提炼与升华。在设计中表现为模仿, 但不只是依照其样子进行仿造, 而是适于使用与审美的创造。
仿生设计学是以自然界万事万物的“形”“色”“音”“功能”“结构”等为研究对象, 并且有选择地在设计的过程中运用这些原理进行创造。自然界中各种生命体的各个特性都是设计中不可或缺的素材与灵感源泉。自然界永远是人类学习与探索的发源地, 它源源不断地为设计提供着新的思想, 新的理念, 新的途径。仿生设计学可以说是仿生学的延续与发展, 依此理念设计的产品是自然界在现代人类社会生活中的体现与表达。人们通过各种科技手段将自然中的生物特性运用到实践中, 创造出符合现代人物质与精神需求的产品, 这是仿生设计学在设计中的主要目的。仿生设计学与现代人的生活方式与生活需求息息相关, 它能够促进人们对自然生活的追求, 激发人们对自然的探索与热爱。人类最早的设计就是从模仿自然开始的, 古代人模仿鱼设计了舟, 现代人模仿鸟设计了飞机, 等等。
陶瓷是人们生活中不可或缺的一部分, 陶瓷从古至今不仅具有使用价值还具有很高的审美价值。仿生设计学在陶瓷中也有着很高的应用价值, 将仿生设计学运用到陶瓷艺术设计之中, 达到物与自然的相互协调是陶瓷艺术不断探索的方向。
自然物以其巧妙的结构和美好的形式使人类惊叹不已, 而人们也从人类历史和生态哲学的角度发现, 人与自然的关系是从相互对抗到相互敬畏, 再到相互学习的过程的。仿生设计学对于现代设计更是起到了非常重要的意义。
二、瓷法自然
“瓷法自然”化自于“师法自然”。“师法自然”是指以大自然为老师、对自然界中的物体进行模仿, 加以学习的意思, 也是从古至今非常重要的设计原则与方法。但这个不是简单地模仿, 不仅对其造型进行模仿, 还有对结构、功能, 甚至声音的模仿;不仅有具象的模仿, 还有抽象的模仿。例如中国古代二里头文化代表作品嵌绿松石饕餮纹铜牌饰等, 在自然界中并没有这种具体的模仿对象, 它在现实生活中是不存在的。
在陶瓷艺术设计当中, 陶瓷材料泥土的特性决定了陶瓷产品从自然中来到自然中去。在设计过程中, 向自然学习也是一门非常重要的学问。在大自然中, 人们敞开心扉, 获得灵感, 从自然中得到启发, 模仿、模拟、拟像自然中的生物, 从而设计出符合人们需求的产品, 这就是“瓷法自然”的根本目的所在。
三、陶瓷仿生的演变
在我国悠久的陶瓷历史中, 不论是精美的官窑制瓷还是饱含智慧的民间用瓷, 不论是陶瓷艺术品还是陶瓷日用品, 都饱含着很多仿生设计学的设计理念。但是在古代并没有确切地运用仿生设计学这个专业术语。回首中国陶瓷的发展历史, 从新石器时代的彩陶, 到现代陶瓷设计上的人机工程学, 陶瓷仿生设计经历了一个非常漫长的演变过程。
在现代社会, 随着人们经济水平与生活质量的提高, 人们的生活和工作的节奏也加快了很多。许多城市相继开放了像陶吧这种陶瓷体验场所, 为很多人普及、推广了陶瓷艺术, 提高了人们对于陶瓷艺术的认知。这种休闲娱乐与认知学习为人们快节奏的紧张生活提供了放松与休闲的机会, 缓解了人们紧张心理。陶瓷产品设计的目标应是使人的身心获得健康发展和为了造就高洁完美的人性[1]。陶瓷设计师在不断地向大自然学习的过程中, 累积了丰富的经验, 使仿生设计学能够越来越好地运用到陶瓷设计当中, 设计出更多符合人们需求的陶瓷产品。
在科技飞速发展的现代, 人们对于产品的需求欲望与过去已大不相同, 过去的人们对于物品的使用要求大多是关注其实用性, 近几年, 越来越多的人对于产品的审美甚至是产品对于使用者心理产生的影响要求越来越高, 这是以前的设计师关注比较少的方面。在陶瓷设计中也是如此, 陶瓷不仅仅是使用的工具, 它甚至成为设计师和使用者情感的寄托。现代社会的发展使人们越来越多地产生回归自然的想法, 而陶瓷产品的特性能够很好地寄托人们这种情感。
四、陶瓷仿生的意义
陶瓷设计是一门多元化的学科, 在陶瓷设计中需要很强的技术性, 创作出的作品蕴含着很高的艺术性。陶瓷制作者的最基本目的是满足自己的生存需要, 当生存需要得到满足后他们不再局限于此, 而是将更多的心理甚至情绪表现在作品当中, 实现陶瓷产品从量到质的飞越, 使得审美与实用并存。但是, 随着越来越高的物质、文明与审美的发展, 消费者对陶瓷产品的需求也更加人性化, 以人为本越来越多地成为设计的要求与目的, “设计的目的是人而不是产品”。所以不仅要满足人的生理需求, 也要满足人的心理需求。而心理需求的满足是通过设计的人性化得以实现的。
举个例子来说, 除具有实用性以外, 陶瓷产品更重要的是它所体现的自然情怀, 这对于现代人来说是非常重要的。笔者设计的作品“瓷之韵”也体现了这样一种思想。“瓷之韵”是对中国传统的青花旗袍进行模仿。旗袍是中国传统的元素, 直到现代经过人们对其不断地进行提炼与改进, 使其逐渐符合了现代人的审美需求。笔者的设计也是如此, 将这种传统的元素运用到陶瓷设计当中, 使其兼具了实用与审美两种特性。当人们在繁重与麻木的工作后, 在休闲之时, 使用形态优美、具有仿生形态的陶瓷产品时, 不但在精神上有一种回归自然的感觉, 而且还缓解了紧张的情绪, 产生轻松和愉悦的感觉。所以说, 陶瓷设计中以人为本的设计理念很重要, 而师法自然的陶瓷设计产品具有更多的自然情感和人文感受。这种陶瓷产品使人们产生了回归自然的感觉, 让人们的精神需求得到了满足。人与自然的和谐统一是设计的最高标准, 这种设计产品具有很旺盛的生命力, 它的设计与人们对于自然美的渴望结合到一起, 真正达到“天人合一”的境界。
五、仿生陶瓷设计的创新
许之衡说:“吾华制器, 初乏名学之思, 概由市人象形臆造, 久之遂成习惯, 莫之能易。”[2]从古至今, 仿生设计在陶瓷设计中经过不断的改造与创新, 无论是在造型还是功能上都得到了进一步的完善。随技术的进步, 一批又一批的陶瓷仿生设计产品被源源不断地生产出来, 走进人们的生活。近年来, 仿生与陶瓷呈现出越来越深入交叉的发展趋势, 相信未来必将产生更多这样的产品以满足人们的需求。
六、结语
随着人们对大自然的认识越来越多, 人们向大自然学习的灵感也越来越丰富。大自然给人类提供了各种各样的奇思妙想, 激发了人类的创造力。这种创造力使我们创造了更多的仿生产品, 包括陶瓷设计。
如今, 陶瓷产品在我们的生活中是十分重要、不可或缺的物品之一。将“瓷法自然”的设计思想运用到陶瓷设计当中, 可以使人们获到精神与物质的双重享受, 给人们更多的人文关怀。所以说, 陶瓷仿生设计贯彻了“以人为本”的思想, 它追求从自然中来, 到自然中去。仿生设计与陶瓷艺术的结合是密不可分的, 在将来也将对陶瓷设计产生重要的影响, 它将引导着陶瓷设计走向新的可持续发展的道路。
摘要：仿生设计是在仿生学与设计学基础上建立的一门新兴的学科, 在陶瓷艺术中也蕴含着丰富的仿生设计学理念。仿生设计学在陶瓷设计艺术中的运用, 可以让陶瓷产品达到“瓷法自然”的境界, 从而使其更加符合人们的审美与应用需求。人们从大自然中的各种生命体中受到启发, 并将这种启发运用到陶瓷艺术设计当中。仿生设计使陶瓷艺术作品更加人性化, 将中国古代“师法自然”的传统思想融入到艺术设计作品当中, 让使用者不仅在物质层面得到满足, 在心理和精神层面也得到满足。让人们更多地去关注自然, 欣赏自然。陶瓷艺术中的仿生设计应用, 能使人们更好地了解各个历史时期的陶瓷文化, 并为现代的陶瓷设计师提供一些设计素材和灵感源泉。
关键词：瓷法自然,仿生设计学,陶瓷艺术,天人合一
参考文献
[1]程能林.工业设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2008:38.
仿生学运用 篇8
1建立《营养与食品卫生学》数字化学习平台网络课程的必要性
随着经济发展,人们生活水平不断提高,生活方式和膳食结构改变,越来越多的人关注营养、关注健康。因而,《营养与食品卫生学》这门课程不仅作为医学生的必修课,在医学部对广大医学生开设,同时据了解,广大非医学背景的学生也迫切希望学习这门课程。每次开设的《饮食与健康》公开课都非常受学生欢迎,而且学生已不满足于课堂营养和食品卫生知识的学习,希望能了解更多相关知识,并有所交流和在实践中加以运用,例如每次课后,学生都会围着教师问问题,积极跟教师讨论营养方面的相关知识,索要教师的PPT课件等。另外,由于营养学公共课课程开设人数的有限性,不能给非医学背景每一位学生提供这门课程的学习机会来满足广大学生的学习愿望和要求。鉴于此,十分有必要运用现代教育技术开设《营养与食品卫生学》课程的数字化学习平台网络课程。现代教育技术是指运用现代教育理论和现代教育信息技术,通过对教与学过程和教与学资源的设计、开发、利用、评价和管理,以实现教学最优化的理论和实践[1]。充分利用现代教育技术手段进行教学,可以突破传统教学在时间、空间、地域上的限制,丰富教学内容,使学生多元化、多渠道地接受教学信息。《营养与食品卫生学》课程的数字化学习平台网络课程开设,有助于拓展学生学习渠道,促进师生、同学之间协作学习与交流,培养学生自主、合作、探究式的学习,提高学生学习效率,培养学生创新思维[2]。因此,作为一名《营养与食品卫生学》课程的授课教师,本文作者认为十分有必要建立这门课程的网络课程,向广大学生开设这门课程的数字化学习平台。通过运用数字化学习平台、视频音频媒体技术、Photoshop图像处理、FLV等软件工 具的应用、Flash及Flashpaper制作、思维导图绘制和应用等现代化教育技术构建《营养与食品卫生学》课程的数字化学习平台网络课程,不仅提高了教师的计算机应用水平,开阔了教师的教学思维和拓展了教学手段,更重要的是既丰富了学生的学习资源,拓宽了学生获取知识的途径,增强了学生学习的兴趣,又为培养学生自主、合作、探究的学习方式提供了有效的平台,成为传统学习方式的有益补充。
2基于 Blackboard教学平台构建《营养与食品卫生学》网络课程
Blackboard教学平台是国际领先的教学平台及服务供应商,该平台以课程为中心集成网络“教”、“学”的虚拟环境,教师可以在平台上开设网络课程,学习者可以在教师的引导下,自主选择要学习的课程内容,学生与学生之间、教师与学生之间可以根据教学的需要进行讨论和交流[3,4]。教师将该数字化教学平台与现有的传统课堂教学有机结合,开展基于网络的辅助教学活动,引导学生探究与解决问题,帮助学生形成查阅文献与科学探究技能,倡导学生进行网上的交流和协作,有利于充分调动学生学习的主动性,提高学生学习的兴趣,培养学生自主、合作、探究的学习方式,也有利于提高教师课堂教学效率,从而提高整体教学质量。基于此,利用Blackboard教学平台初步建立了《营养与食品卫生学》网络学习平台,以期通过该平台的应用增进师生之间、学生之间的互动与交流,调动学生学习主动性、积极性,转变学生传统的学习方式,从而提高教学效果。该教学平台课程结构设计具体如下。
通知及教师信息:通知栏主要向学生发布教学安排、布置学习任务等,实现了信息的实时更新与发布。教师信息栏简要介绍了授课教师的个人简历、联系方式等,方便学生以多种途径与教师交流。
课程信息:课程信息栏放置了课程简介、教学大纲和本课程学习的思维导图。课程简介对本课程进行了简单说明,如课程性质、地位、主要内容、课程结构等,使学生初步了解本课程的相关信息,同时也认识到学好该门课程的重要性。教学大纲主要介绍了各章节学习的主要内容,重点、难点以及学生需要掌握的程度,注明各章节学习内容中哪些是一般了解、哪些是需要理解的以及哪些是必须重点掌握的。这样可以使学生在学习过程中避免盲目,对需要重点掌握的内容一目了然,学习目的更加明确。
本课程学习的思维导图向学生形象直观地展现了本课程学习的知识结构和内容,便于学生理清本课程学习的思路,帮助学生学习记忆。另外还可有助于学生拓展学习思路、巩固和提高所学的知识、激发创造和促进创新(图1)。
课程资料:本栏放置了 课程PPT和精品网 络课程。课程PPT教学课件主要将课堂教学内容按章节细化,将授课内 容用powerpoint文件上传 至学习平台;精品网络课程直接放置了该课程的相关链接,点击该链接可直接进入精品网络课程学习网页,例如放置了著名营养学专家蒋卓勤教授开设的《饮食与健康》精品网络课程。
课程内容:本内容区直接展现了各章节的授课内容,并辅以与授课内容相关的图片、视屏、音频和flash动画等多媒体教学形式,使教学内容更加生动活泼、图文并茂,易于理解。
课程作业:本内容区放置了课后作业和单元测试题,课后作业和测试题是检验学生所学知识掌握情况的必须手段,有助于加深对知识的理解,融会贯通,提高对知识的掌握。作业的类型包括了课程期末考核的所有试题类型,如单项选择题、多选题、简答题、论述题等。
学习资源:该内容区主要为学生提供与课程学习相关的参考书籍、课外阅读文献、学习网站以及学习软件,学生可以下载自主学习,以加深学生对本课程的认识。教师通过检索国内外学术期刊将相关知识最新动态在课外阅读文献区展示给学生,使学生接受的信息更加广泛,视野更加开阔,丰富了学生的知识面。
讨论区:教师在讨论区中主要组织学生进行营养与健康讨论,通过给出营养状况案例介绍,安排学生分组讨论教师提出的问题,鼓励学生自己查阅有关文献后将学习心得与大家分享,同时对学生讨论的方向或内容给予适当的引导或作出解释回答。以数字化教学平台为媒介的营养状况案例讨论能够全方位调动学生课余时间学习的主动性、激发学生的思维潜力、培养学生的团队精神和合作意识,使之在组员的相互协作下解决问题。真正实现自主、合作、探究学习。
另外,教师也可通过讨论区发布一些学科前沿热点话题,例如目前研究比较热的膳食因素与基因对慢性疾病发病的交互作用、非营养素植物化学物对健康的影响等,组织学生自学和自由讨论,拓宽了学生的知识面,增进学生学习兴趣,同时也弥补了现有教材知识更新滞后的不足。同时,讨论区也为学生在学习过程中遇到的问题提供了一个答疑解惑的平台,教师既鼓励学生提出问题,还鼓励其他学生帮助其答疑,最终根据大家回答的情况给予总结性陈述。
3结语
洪洞通背拳的仿生学研究 篇9
关键词：武术,洪洞通背拳,仿生学,健康
1引言
人类文明的创造与自然界中形态各异的生物是分不开的, 正如《实践论》中所说“人的认识,主要依赖于物质的生产活动, 逐渐的了解自然的现象、自然的性质、自然的规律性、人和自然的关系”。原始人类在生产实践中,模仿鱼类学会了游泳、模仿猎豹学会了奔跑、模仿蛙类学会了跳跃。随着人类文明的发展,人们意识到“万物皆为人师”,通过模仿其他生物行为和意识,来弥补人类自身的不足。长期以来,人类逐渐成为自然界中的“万物之灵”。武术的发展如同一部人类仿生的进化史。武术仿生历史从两千多年前蚩尤部落模仿野牛的角抵戏就开始萌生,起初人类只是模仿动物的踢、打、抓、跑等简单的动物行为和本能。随着这些动作模仿的不断深入,武术模仿生物的行为方式就越来越广泛,尤其是模仿生物的精、气、神等心智活动更是出神入化。
洪洞通背拳作为中华武术古老拳种之一,从“形”到“意”处处体现了生物界所赋予的灵感和启迪,在其主要拳势套路中包含有108个不同形态、仿形取意的拳法和招式,其中包含了对动物行为、人物形象和生物造型等方面的仿生,这些仿生性拳势不仅突出了生物的形态特征,而且蕴藏着丰富的技击原理。使洪洞通背拳成为中国武术宝库中的瑰宝,武林百花园中的奇葩。因此,通过探究洪洞通背拳仿生学的原理和功能,为洪洞通背拳的传承和发展提供科学依据。
2仿生学与洪洞通背拳
仿生学是一门古老而又年轻的学科,说它古老,是因为从人类世界的开始就产生了人类仿生;说它年轻,是因为“仿生学”被正式确定为一门学科则是在近几十年的事情。古人之所以要模仿生物。是因为自然界优胜劣汰、适者生存的缘故。而人类在生物界中成为万物之尊的高级动物,除了先天的物种及其遗传基因优势外,更主要的是人类善于学习、借鉴、吸收世间生物的各种长处,来优化、提高自身素质和能力,从而求得在世间的生存、 发展乃至取得主导地位。尽管人类仿生学在若干世纪以前就已经产生,但是作为一门研究学科,直到20世纪中叶才被人们确定下来。1958年美国空军J·E·斯梯尔少校首次提出“仿生学”这个名词,他给这门新生学科下的定义是“仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统,或者使人造系统具有或类似于生物系统特征的科学。”广义的理解仿生学这门科学是研究生物系统各种各样的特征(包括物质、能量、信息等),而狭义的仿生学是研究生物体接受、传递、加工信息的方法及其机制。[1]从这个定义中我们可以发现,仿生学是一种生物模仿另一种生物的科学,包括人对动物的模仿、人与人的模仿、人与物的模仿等等,这些模仿既要符合生物系统的特征,又要符合人造系统的原理。
纵观武术的发展,历代武术家们从模仿、借鉴生物的特殊形体结构和特异功能中受到启迪,用仿生这把开启武术新技术的钥匙打开了武术不同于其它武技的宝库,形成了各种奇妙无穷的拳法、械法和招术。从简单的踢、打、摔、拿、击、刺、挡等徒手或器械动作到攻、守、进、退、动、静、急、虚等运动招式,都是模拟各种生物的动作和形态意识等加以提炼和升华所形成,正所谓“拟百兽之形,树武林百家”就充分说明了武术与仿生有着紧密的联系。洪洞通背拳作为武林宝库中一颗闪耀的明珠,继承了中华武术博大精深的传统文化,形成了一个有着丰富实践技能和完整理论体系的传统武术拳种,其套路中的打法、踢法、拿法、缠法、 跌法和功法都体现出惟妙惟肖的动作仿生和形态仿生。
2.1洪洞通背拳与动物行为仿生
从早期人类与野兽的身体搏斗到现今“历史清楚,脉络有序,风格独特,自成体系”的129个拳种,武术始终都在了解动物的行为规律,武术动作的形成、动作名称的创编都对动物的行为怀着极为浓厚的兴趣和模仿意识,并受此启发,武术家们创立了带有明显仿生印迹的武术传统文化。在洪洞通背拳中包含动物名称的拳势就有:猿猴看果势、凤鸾藏肘势、金鸡独立势、拿鹰捉兔势、野马分鬃势、雁翅势、雀地龙势、鸡子现胸势、白鹤亮翅势、 黑虎拦路势、燕子衔泥势、二龙戏珠势、青龙舞爪势、饿马提铃势、单凤朝阳势、金鸡晒膀势、苍龙摆尾势、双龙抹马势、狮子抱绣球势、腾蛇入洞势、白蛇吐信势、喜鹊过枝势、白虎洗脸势、青龙出水势、鲤鱼打挺势、灵猫上树势、月下摘瓜势、灵猫捕鼠势、 黄龙转身势、燕子浮水势、白马卧拦拿势、蝎子撩尾势、黑驴打滚势、金蝉脱壳势等武术招势都是在模仿动物的不同行为。现代动物行为理论认为:“动物行为从其形成机制来看,可以分为本能行为和学习行为。本能行为由进化产生的先天遗传决定,学习行为则在个体发育过程中由后天学习获得。本能行为包括反射、动性、趋性、定型行为等,而学习行为则包括习惯化、条件反射、模仿等。”[2]动物的行为也和动物的形态及生理一样,不仅同时受到遗传和环境两方面的影响,而且也是在长期进化过程中通过自然选择形成的,因而同样具有物种的特异性和适应性。[3]依据仿生学理论,我们可以将动物行为划分为觅食行为、攻击行为、防御行为、繁殖行为、育幼行为、空间行为、社群行为和通信行为、 学习记忆行为、运动行为以及其他行为。[4]结合现代动物行为理论,洪洞通背拳中模仿动物行为的招势有:拿鹰捉兔势、月下摘瓜势、灵猫捕鼠势、猿猴看果势等模仿动物觅食行为的武术仿生;青龙舞爪势、黑虎拦路势、饿马提铃势、金鸡晒膀势、苍龙摆尾势、双龙抹马势、白蛇吐信势、青龙出水势、白马卧拦拿势、蝎子撩尾势等模仿动物攻击行为的武术仿生;凤鸾藏肘势、雁翅势、雀地龙势、狮子抱绣球势、腾蛇入洞势、黑驴打滚势、金蝉脱壳势等模仿动物防御行为的武术仿生;燕子衔泥势、金鸡独立势、野马分鬃势、鸡子现胸势、白鹤亮翅势、二龙戏珠势、单凤朝阳势、喜鹊过枝势、白虎洗脸势、鲤鱼打挺势、灵猫上树势、黄龙转身势、燕子浮水势、等模仿动物运动行为的武术仿生。由于动物种类的多样性,动物行为的复杂性,武术动作的创编需要长时间的探索动物行为的特征,并且在武术实践中不断提炼符合人体和技击的动作原理。武术模仿的领域和技术随着时代的前进而发展,动物行为仿生将为武术的技术创新和文化创新提供更多的灵感、思路和原理。
2.2洪洞通背拳与人物形象仿生
洪洞通背拳之所以要模仿人物,原因有两方面,一方面受中国传统文化的影响,另一方面受宗教文化活动的影响。
其一,中国传统文化主要体现了天人合一、心物一体、以仁为本和中庸无为的核心价值观。其中“天人合一”的思想观体现了中国传统文化的哲学理念。古人认为“人法地,地法天,天法道,道法自然。[5]”和“域中有四大,道大、天大、地大、人亦大。人据其一”说明在天、地、人的自然环境中,自然之性对于人而言既是人性,这个人性也是“人心的同然”。如果人生将此“人心同然”扩大发扬推及于他人,推及于天地万物,也就实现了“天人合一”的境界,也就是人价值最大可能性的实现。所以说人有天命,不是对人生潜能发挥的限制,更不是宿命论,而是每个人在精神上必须达到“人皆为尧舜”的思想境界。[6]当然,成为尧舜的人生,是人对历史人物特别是伟大的历史人物所做出的卓越贡献的一种崇拜,从而在历史文化的长河中处处留下伟人的足迹,当然在武术文化中也不例外,例如在洪洞通背拳中,以历史人物命名的拳势就有韩信埋伏势、胡僧托钵势、霸王举鼎势、张飞擂鼓势、敬德跳涧势、单鞭救主势、秦王拔剑势、存效打虎势、子胥拖鞭势、智法送书势、智远看瓜势、烈女捧金盒势、刘海捕蝉等模仿历史人物的拳势;这些拳势通过模仿历史人物的形象和姿态,以武术动作的形式重现历史人物在特定历史事件中典型的身体行为和历史文化。这种“拟人记事”的武术方式,是对中国文化和思想发展的总结,同时又成为后世志士仁人行事为人的典范,为历代后人代代传颂的历史人物和事迹。
其二、武术在发展的过程中与宗教文化息息相关。其动作名称常常借用“观音”、“佛祖”、“罗汉”、“菩萨”、“仙人”等宗教人物加以命名。在宗教人物中“佛是觉悟的人,菩萨是觉悟了的‘有情’,仙是修行得道的‘山人’体现中国宗教是一种“以人为本”和 “以仁为本”的人道宗教。”[7]。这种人神合一的宗教崇拜,是以人伦盛行的中国传统文化为纽带。体现了宗教源于文化,文化源于人类的规律。宗教文化的产生与人类的生产与生活方式是密不可分的,中国自古以来就以农耕生产为主要生产方式“农耕者特别依赖于定居地周围的自然环境,所在的山、水、树木、湖泊、河流对农作物的生长发育有着直接间接的影响。所以,我们看到, 与农事活动有关的自然神灵特别众多,农业祭祀仪式举行特别频繁,不仅远远超出渔猎时代,也大大超出畜牧经济社会。农耕定居地不仅有更多更好的条件来认识自然界及其规律性,也有更大的可能性把这种认识神圣化为更丰富多彩的宗教生活。”[8]农耕生产不仅依靠农业技术,而且依赖上天给予的“恩赐”。在长期的农耕生产过程中,农耕者逐渐认识到“民之所欲,天必从之” 以及“皇天无亲,维德是辅”的思想理念。因此,在先秦时期,中国传统宗教更多的体现了道德、理性和礼法。中国传统宗教在“敬德”理念的影响下,形成了以“慎终追远”的感恩方式祭拜祖先, 以“神道设教”的教化方式祭拜明贤,以“敬天法祖”的祈求方式祭拜神明。武术是优秀的中国传统文化,其中记载了许多中国式宗教人物,在洪洞通背拳的拳势中:观音献掌势、玉女穿梭势、翻身过海势、童子拜佛势、钟馗伏剑势、佛顶珠势、天王降妖势、仙人摘乳势、仙人捧盘势、罗汉降龙等拳势生动的刻画了宗教人物的形象,以这种特殊的方式来祭祀明贤、神灵和祖先,发挥了慎终追远、道德教化和明礼敬德等宗教文化的功能,以满足习武者劝善祈福、认祖归宗的精神需求。
2.3洪洞通背拳与生物造型仿生
据资料显示,全世界约有500~1000万种动、植物和微生物,许多生物体的结构非常精巧,而且功能神奇[9]。在遥远的古代,人类在许多方面都无法与其相比,比如猛兽的锐利的牙和爪;鸟类在蓝天中自由翱翔;牛、鹿坚硬无比的角;鱼类在水中畅游,随着人类文明的发展,人们逐渐意识到生物、动物结构的奥妙,于是开始将生物的的某些结构特征运用到人类的发展。在2000多年前,古人就学会了生物造型的仿生,在《述异记》中所描述的蚩尤部落的角抵戏,模仿野牛的形态,并用野牛角装饰自己的头部,以展示自己的勇敢和强悍。在《西山经》中提到西王母:“其状如人,豹尾虎齿而善啸。”用动物的尾巴和牙齿装饰人类,显示威武震慑之意。在军事战争中,古人模仿动物的角、骨、 牙、爪和甲壳、蚌壳制造弓、弩、箭、刀、枪、矛、戟、盾等武器。形成了武术的刀、枪、剑、戟、斧、钺、钩、叉等十八般兵器。此外,武术还模仿鹰的利爪创造了“鹰爪拳”;模仿螳螂敏捷锋利的前肢创造了“螳螂拳”;模仿虎豹震慑百兽的气势创造了“虎拳”和“豹拳”等等。在洪洞通背拳中更是将自然界中的天地万物的形态造型溶于其中,如:模仿银河星系的排列造型创编了七星拳势、满天星势;模仿火炮发射时的巨大威力创编了孤身炮势、连珠炮、 斩手炮势等拳势;模仿风云变幻的气象,创编了云手势、迎风脚等拳势;模仿人类行为创编了手挥琵琶势、抹眉红势、懒扎衣势、搭袖势、井栏直入势、硬开弓势、烈女捧金盒等拳势;模仿自然物质创编了火焰攒心势、剪镰提膝势、金刚捣锥势、铁翻杆势;模仿动物造型创编了狮子抱绣球势、凤鸾藏肘势等等。这些模仿生物造型的武术动作,提示了生物系统的许多机能结构原理在武术动作仿生的运用。从直接模仿生物的形态的形状、结构(如:连珠炮势,炮指的是拳头,比喻拳势密集如接连不断发射的炮弹)到运用生物结构的功能原理,去优化和设计武术动作(如:火焰攒心势,运用火焰发热和无孔不入的的功能,结合身体五行中心属火的原理,创编了火焰攒心势),使武术仿生渗透到武术技术的不同层面,为丰富武术技击技术创造了条件。
3洪洞通背拳仿生研究的现实意义
3.1借鉴现代仿生学的研究成果,实现洪洞通背拳“天人合一”的理想追求
“天人合一”是武术追求的最高境界,武术“天人合一”的思想观实际上是探索自然和发挥人的创造力和想象力的过程,在自然物质精神的感召下,我们的祖先创造了富有生机活力的武术文化,深切体认了宇宙间自然万物生机勃勃、盎然充满、创进不息的精神,进而尽参赞化育的天职。这种精神激发了武术对天下万物、友情众生的内在价值,也油然而生一种对自然万物的依赖感和崇拜感,洞见天地同根,万物一体。从而武术进入到“天地与我并生,万物与我为一”的境界[10]。在实现“天人合一”的人类理想追求上,现代仿生学与洪洞通背拳都体现了探索自然和人类奥秘的精神。但是,从研究领域的范围和深度来看,现代仿生学比武术略高一筹。现代仿生学经过短短几十年的发展,已经成为现代生物技术、信息技术、纳米技术、航天技术等科学领域的重要研究内容。在动物行为仿生学研究领域,科研人员通过录音机、录像机、摄像机、各种自动记录仪器和电生理记录仪器等各种现代仪器,[11]对动物的运动行为、攻击行为、防御行为、繁殖行为、育幼行为、觅食行为、空间行为、社群行为和通信行为、学习记忆行为等多种动物行为作了深入研究。这些研究成果对于洪洞通背拳仿生学发展有重要的借鉴意义,例如:洪洞通背拳可以借鉴动物“拟态”行为和“拟色”行为,在武术比赛或表演时通过服饰、环境、人体形态与拳种的结合,体现武术“形合”和“意合” 的审美效果;可以借鉴仿生学对动物运动不同方式的研究成果, 为洪洞通背拳技术的创造和发展提供模仿素材等等。
3.2探索生物运动机能和运动形式,激发洪洞通背拳功力练习的最大潜能
洪洞通背拳作为传统技击术,有其特殊的练功方法和劲力特征,如桩功、力功、跳功、柔功等腿部功力;有寸劲、弹劲、化劲等手臂功力;有转腰、弯腰、伏腰等身法功力。其目的都是为了发挥人体在速度、力量、耐力和柔韧的最大潜能。习练者在功法和劲力的练习的过程中,可以模仿动物的运动形式与人体的运动器官进行能量转换,从而更有效的提高功法和劲力练习的效果。 如模仿蛙类进行腿部功力练习。蛙类是动物中的跳跃能手,通常它们能跳20cm高,约为体长的3倍;可跳1m多远,是体长的10多倍。这是由于,蛙类在跳跃的过程中,整个身体都十分放松,前腿松弛,充分利用了向前的跳跃的惯性力,其后腿蹬地时的爆发力很大,而且离地后又充分伸展,充分利用向前的惯性力且又为下一次跳跃积蓄能量。[12]这种高效率的关节传动能力及其动作的松弛度为洪洞通背拳的腿部功力练习提供了很好的借鉴模式;模仿蛇类进行身法功力练习。蛇类的运动方式是爬行动物中最具特色的一类,武术常常把身法比喻成“身如蛇形”,蛇的运动形式在动物行为仿生学中有“伸缩运动、横向波动、侧缠跃运动、直线运动”等多种运动方式[13],这些运动方式都是洪洞通背拳身法练习的有效手段;模仿马、鹿、羚羊等奔跑类动物进行速度功力练习。由于这些动物在奔跑速度能力方面有明显的优势,动物行为学家分析认为,这些动物在奔跑的过程中,主要发挥动物踝关节的作用,加长踝关节与地面的距离,提高奔跑能力和移动速度。[14]洪洞通背拳可以模仿这些动物的奔跑的姿势,提高移动速度,加大腕踝关节的力量。
生物界的这些优异形态、结构和机能,为洪洞通背拳功力练习提供更多更有效的练习形式和方法,我们应当不断探索生物界的结构、运动形式和能量形成的机制,为洪洞通背拳在力量、 速度、耐力、柔韧等功力素质的练习上提供丰富的练习形式和有效的练习手段。
3.3研究现代仿生学原理和机制,使洪洞通背拳更加科学化和规范化
由于洪洞通背拳较长的发展历史和庞杂的技术体系,人们对洪洞通背拳的认识还存在许多神秘的、抽象的思想观念。这是因为很多习练者缺乏对人体科学、生物科学、自然科学知识的认识。探索洪洞通背拳的内在规律,需要我们对科学知识的的掌握和了解。从科学研究角度上来看,仿生学产生于生命科学和工程技术科学;从生物学的角度来看仿生学是“应用生物学”的一个分支;从科学技术创造角度来看,仿生学为设计和建造新技术提供了新原理、新方法和新途径。洪洞通背拳新技术的发展,迫切的需要武术家们去探索更加复杂、更加完善和更加合理的技术体系。实现洪洞通背拳技术体系的发展,我们必须要研究生物、 模仿生物。生物界是通过千百万年的自然选择而进化起来的。它们已经形成了非常复杂和完美的行为系统,所以它们能很好的驾驭和适应自然环境。人类在思维、语言、创造等方面固然优于其它生物,但是在感受器官、神经系统的整合作用、信息的存储和恢复等方面都优于人类器官。生物的这些机能都可以在洪洞通背拳技术系统中运用,特别是在其仿生技术系统中应用。因此,生物界的特殊性和有序性,符合洪洞通背拳技术科学化和规范化发展需求。
4结语
基于仿生学原理水下机器鱼设计 篇10
随着我国水产养殖业的不断发展, 人们对水产品的品质提出了更高的要求。而高品质的水产品需要良好的水下养殖环境, 因此对水环境的监测是提高水产品品质的必要条件。目前, 小型养殖场普遍采用的人工监测法存在监测不及时、监测指标数少以及精确度差等问题。采用现代化的水下监测装置可以解决上述问题。而水下机器人将是各类水产养殖场所水质监测的重要设备之一。这种水下机器人具有体积小、灵活性好、可对多个水质指标进行监测等优点, 因此应用范围非常广泛。而基于鱼类的仿生学原理开发研制水下机器鱼并实现水下运动控制的技术已经具备了成熟的理论基础, 例如, 采用多关节的驱动方式和一种多电机的角度控制算法对机器鱼进行运动控制[1];采用压电陶瓷驱动的微型仿胸鳍模式的浮游机器人;SMA驱动的身体波动式水下推进器[2,3];自主驱动具有两个关节自推进的机器海豚等[4]。
本研究基于鱼类的运动学原理, 仿生设计了一种可携带水温传感器、含氧量检测仪、摄像仪等仪器, 同时安装了GPS定位系统的仿生机器鱼。通过对仿生鱼的远程运动控制, 可实现游动、上浮、下潜以及悬停等一系列动作, 并采用无线传输技术将仿生鱼采集到的水质数据回传到远程客户端, 完成规定的水下环境监测任务。
1 仿生机器鱼总体结构设计
1.1 仿生机器鱼头部结构
仿生鱼头部采用钢化玻璃材料, 设计成内空的流线且近似圆锥形内腔, 目的是减少机器鱼在水中游动时的阻力。头部最后端壁厚3mm, 长20mm并与鱼体相连接, 左右两边各加工3个与鱼体骨架连接的螺纹孔。嘴部和眼部安装的含氧测量仪、视频信息采集摄像头设备可通过调节装置调节其方位角。这种设计最大限度地模仿了鱼类在水下的观察特点, 更有利于水下信息的采集。仿生鱼头部结构如图1所示。
1.2 仿生机器鱼身体结构
为了最大限度地模仿鱼体的柔韧性, 将鱼体设计成多个关节依次连接, 且多关节结构尺寸完全相同, 关节的外层边缘具备类似鱼鳞的功能, 尽可能减小鱼体与水的摩擦阻力, 关节与关节之间采用橡胶连接。2个胸鳍固定在左右鳃孔的后侧, 用来保证仿生机器鱼在运动过程中的翻转稳定性, 同时为其上浮、下潜、游动、悬停等提供所需动力。胸鳍运动原理如图2所示。
1.3 仿生机器鱼尾部结构
鱼尾部与鱼体连接处采用软橡胶材料, 与鱼体的连接采用胶水粘合, 同时连接处橡胶呈折叠波纹状, 能够增加鱼尾摆动范围且容易控制鱼体的运动速度。
2 仿生机器鱼内部结构设计
仿生机器鱼以鱼体内机架为主体, 将步进电机置于鱼体后1/3处, 用以带动尾鳍实现左右摆动。2个胸鳍各由内部2个伺服电机分别控制。主控制板固定在鱼体内机架中心处, 保证鱼体运动时的平稳性和操控性。鱼体前后的平衡装置可辅助仿生鱼实现上浮或下潜时运动方向的控制。GPS定位模块安装在机架上, 可实时定位仿生鱼的位置, 并可在其发生故障不能返回时为目标搜寻提供便利。其它传感器及监测装置可根据需要安装在鱼体表面或内部, 同时与水体环境零距离接触, 保证监测结果的可靠性和准确性。
1.摄像头2.温度测量仪3.背鳍4.凸轮连杆机构5.尾鳍6.后配重装置7.步进电机8.含氧量检测仪9.控制中心10.胸鳍11.信息处理装置12.前配重装置
3 仿生机器鱼运动的实现
仿生机器鱼主要通过尾鳍、胸鳍、背鳍以及前后平衡装置 (配重) 的共同作用, 实现前进、上浮、下潜和转弯等基本运动。当机器鱼需要加速游动时, 可通过控制调节系统增加步进电机输出功率, 为尾鳍摆动提供更大动力。当需要上浮、下潜时, 可通过控制前后平衡装置的注水量而改变鱼体的平衡姿态, 进而达到改变运动方向的目的。仿生机器鱼各种运动的实现方式如表1所示。
4 控制系统结构设计
仿生机器鱼主要由鱼体外壳、内部框架、动力系统、运动系统、控制系统、传感器、信息采集及处理系统等组成。
4.1 控制及动力系统
仿生机器鱼控制中心设置在主控制板, 客户端通过采用无线电遥控对鱼体主控制板进行控制, 进而实现各种运动控制和调节的目的。
主控制板以STM32单片机为控制核心, 可对水质数据信息进行采集、分析和筛选等操作。将相应控制信息传输到指定指令接口, 从而驱动步进电机和改变其输出频率, 并保证输出一定的有效功率。仿生机器鱼控制及动力系统结构如图4所示。
4.2 环境监测传感器
机器鱼水温监测采用FLUKE971温度测量仪。该测量仪尺寸小、重量轻, 分辨率为0.1℃, 响应时间为500ms, 工作温度为-20~60℃。环境水的含氧量监测采用RDB20型简单笔式水含氧量测量仪。该仪器溶解氧分辨率高达0.1mg/L, 溶解氧测量精度为±0.5mg/L, 且操作简便。
4.3 信息采集及处理系统
视频信息采集模块由舵机云台和手机摄像头组成。舵机采用体积小、重量轻且结构简单的FutabaS3003型, 并保证有足够扭矩驱动摄像头。控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片, 获得直流偏置电压, 将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较, 获得电压差输出, 最后电压差正负输出决定了电动机的正反转, 带动摄像头转动。摄像头采用通用手机摄像头, 能进行静态图片或短片拍摄, 可在一定程度上起到静、动互补的作用。
5 结语
基于仿生学原理设计的仿生机器鱼, 可以在复杂的环境中对周围水质进行监测, 并进行水质指标数据的采集、分析、筛选和回传。这款水下监测装置对于推动水产养殖业的发展, 提高水产品的品质具有重要意义, 同时也丰富了仿生学的研究内容。
参考文献
[1]周志强, 王志良, 张雪元, 等.仿生机器鱼的设计及其运动控制研究[J].微计算机信息, 2006, 22 (6-2) :252-254, 180.
[2]FUKUDA T, HOSOKAI H, KIKUCHI I.Distribute Type of Aetuators of Shape Memory Alloy and Its Application to Underwater Mobile Robotic Mechanisms[C].Proceedings of the 1990IEEE International Conference on Robotic and Automation, 1990:1316-1321.
[3]FUKUDA T, KAWAMOTO A, ARAI F, et al.Steering Mechanism of Underwater Micro Mobile Robot[C].Proceedings of the 1995IEEE International Conference on Robotic and Automation, 1995:363-368.
炒股中的“仿生学” 篇11
在股市投资中，盈利多少不是第一重要的任务，最重要的是必须要学会自我保护。这就如同一只动物外出觅食时是否能找到食物不是最重要的，最重要的是能保住性命。很多投资者往往在行情好的时候能盈利，可等行情不好的时候却又亏损进去，随着时间的推移，总是在盈亏之间打转，资金市值难以提高，投资收益自然难有起色。如果投资者能重视对风险的控制，在不利的局面下做到不亏损或尽量少亏损，那么，就能保住胜利果实，投资收益就会稳步增长。很多动物具有非常有效的自我保护本领与逃生术，值得我们借鉴。
仿生术之一：借助土拨鼠的外力
生活在山中的野山羊，因为缺乏自卫本领，所以，总是提心吊胆不敢入睡。为了休息，野山羊往往跑到土拨鼠的窝边去睡觉。因为土拨鼠非常机灵的，一有风吹草动，土拨鼠会集体怪叫起来，这仿佛给野山羊报警，让它能很快逃之夭夭。
同样，股民在资金实力、投资技术和信息咨讯等方面都是处于劣势的，自我保护能力和对风险的预感能力都比较弱。为了能更好地保护自己，股民也需要寻找和利用股市中的“土拨鼠”。
股民杨定昆在近年来的“井喷”行情中发现一个奇怪的现象：在政策面重大利好作用推动下，当趋势明显向好时，当市场一片欢腾时，当股评一边倒的看多时，当绝大多数个股都封住涨停时，一些机构重仓股却纷纷放量对倒出货。与此同时，这些机构中的一些咨询人员却纷纷发表看好后市的言论，劝投资者不要被正常的调整吓倒。老杨心里琢磨：既然你们那么看好后市，干吗还要赔本大甩卖。于是，老杨果断地将手中所有的个股无论盈亏，全部卖出。后来股指果然暴跌下去。老杨在股市大涨之际，通过“土拨鼠”个股的跳水动作，看出了市场中隐藏的风险，从而躲过股市的灾难时刻。
股市中有部分股票具有“土拨鼠”一般的敏感能力。它们对大盘的变化趋势有预感能力，在跌势中，它们能够先于大盘企稳，先于大盘启动，这些先于大盘启动的先知先觉类个股往往会形成一轮行情的龙头股，它们往往被有经验的市场人士视为研判行情发展变化的领先指标。这样的股票反应灵敏说明其中运作的资金水平高，它们往往能在大盘见底前领先上涨，同样也往往能在股市见顶前急忙撤出。只要密切关注这些股票，就能在股市中趋利避害。
除了这些对大盘反应敏感的“土拨鼠”个股，还有一些“土拨鼠”个股对上市公司内在的变化反应敏感。例如：有一些个股先是莫名其妙地急速上涨，当达到一定高度以后，往往能推出大比例分红送股，或业绩扭亏为盈等重大利好。这类个股对公司的基本面变化有敏感和提前“预知”的能力。如果能及时发现和跟进这些“土拨鼠”个股，往往可以给投资者带来异常丰厚的利润。
仿生术之二：丢了尾巴逃跑
壁虎逃生的绝技就是扔掉尾巴，它在遇到强敌的时候或者被敌害咬住时，挣扎一番后就脱落，断了的尾巴还不停地抖动，以达到迷惑敌人趁机脱身的目的，过了些时候，尾巴又能完好如初。这在生物学上叫“残体自卫”，很多动物都具有这种逃生术，比如蚂蚱断腿、蜥蜴断尾、章鱼自断腕手、海参喷射五脏六腑等。
在熊市中有很多投资者痛心疾首地诉说他们损失了50％、60％甚至70％，当问及他们为什么会造成如此严重的亏损时，他们总是能怨天尤人地列出一系列原因。其实，真正导致他们深度亏损的根本原因在于：他们不愿止损。
有些外在的客观原因确实会造成投资者的投资操作出现失误，导致投资者出现局部亏损，但不会使投资者陷入深度套牢的地步。熊市中股指下跌上千点，但这种跌幅不是朝夕之间就形成的，是经过长时间的震荡下跌逐渐形成的。期间有足够多的时间可供投资者出逃，也有足够多的机会供投资者斩仓止损。那么，为什么有这么多投资者不愿及时斩仓出逃，而坐看自己的损失渐渐扩大呢？
他们有的是因为不会止损，这部分投资者以新股民居多，他们刚刚进入股市，头脑装满了赚钱的幻想，从没有想过赔钱，更没有想过出现亏损时应该如何应变。还有的投资者是不愿止损，他们希望能毫发无伤地脱身，这些投资者只看见到止损时的痛苦，却看不见不止损时将面临更大的痛苦。
在一轮熊市中，止损带给投资者的损失是局部的、少量的。而不止损带给投资者的损失是全局的、严重的。综观熊市中所有被深度套牢、亏损严重的投资者几乎无一例外都是不愿止损、不愿放弃的投资者。从这方面而言，他们应该学习动物们的“丢车保帅”智慧。
仿生术之三：休眠的自我保护法
海参没有眼睛，爬行速度极慢，一小时走不了几米。那么，它是怎样进行自我保护而得以生存的呢？原来，它除了会丢弃内脏逃生法以外，还有一手自我保护绝技：夏季休眠。夏季是海洋生物十分活跃的时期，海参反而潜藏于石头底下，进入休眠期。夏眠期间，海参缩成一团，硬如石头，一般动物无法吃掉它。
其实，在股市中也一样，市场需要通过熊市休息，趋势需要通过下跌休息，庄家需要通过清仓出货休息，这时候，没有办法扭转趋势的投资者也需要顺应市场的趋势，将自己的投资操作转入休眠期。
在一次用实盘资金参与的股市交易大赛上，参赛选手大都是曾经战果辉煌，经验老到的各路操盘高手，但是比赛时恰逢熊市，所以，参赛选手虽然非常努力地研究和反复操作，但是成绩都不理想。结果两个月的比赛结束后，取得冠军的竟是一位名不见经传的散户投资者。他的取胜招法也非常绝妙: 他从比赛的第一天开始到比赛结束始终没有操作过一次，收益为零，却取得了第一名的好成绩。而那些操盘手忙进忙出的频繁操作，结果，资金缩水最少的也几万元。
问及冠军的成功经验，他说：“股市的熊市如同自然界里的冬天，既然冬天来了，那么，最好的方法就是‘休眠’。”这位冠军的休眠避险方法非常有效，在熊市行情中，凡是能保住资金不受损失的投资者基本上都是停止操作的投资者。由于他们始终持币等待不操作，无论多么凶悍的熊市也奈何不了他们。而反观亏损严重的投资者中，绝大多数都是喜欢在熊市中不停操作的，他们不时地抄底、杀跌、抢反弹，最终反而被股市里的“熊”牢牢捉住。
在股市的调整阶段，股民需要将自己的投资操作转入休眠。就熊市的市场环境而言，最稳健的操作方式就是停止操作，以不变应万变的策略等待大势真正企稳后，再考虑采用重新介入的时机。比如，仓位较轻或空仓的投资者，关键是要认真研判行情，不要担心会因为停止操作而踏空行情，即使是有数百万资金的大户，要想满仓也不过就是三分钟内就可以解决的事，但上升趋势的最终形成是不可能一蹴而就的，投资者不必过于担心踏空的问题。
仿生学运用 篇12
关键词：仿生,设计,休闲家具,情感
仿生设计应用范围从最初的自然科学领域,到现在的设计学领域,仿生设计越来越多地应用于家具造型设计活动中1。在现代社会这种信息化、快节奏的生活中,忙碌的工作给人们带来了各种压力与烦恼,紧张的情绪需要释放与净化,对家具的需求不在只停留在家具的使用功能上,融入趣味性的家具可以带来更多的附加值。人们对自然的喜爱是与生俱来的,本文从贝壳椅、珊瑚礁凳的设计来探索家具的仿生设计方法。
一、仿生设计与休闲家具
(一)仿生设计
仿生就是从自然生物原形中得到启示,然后进行的一系列创造性活动。仿生学作为一门独立的学科,于I960年9月正式诞生,在美国俄亥俄州的空军基地召开了第一次仿生学会议,在会议中,斯梯尔博士(Jack E.Steele)把仿生学定义为模仿生物原理来建造技术系统,或者使人造技术系统具有类似于生物特征的科学2。斯梯尔将新兴的学科命名为“Bionics”,该词在希腊文中的意思是“研究生命系统功能的学科”,1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。
仿生设计的设计灵感都来自自然界,自然界的任何一个生物都可能成为被模仿的对象,动物、植物、微生物、山川、河流等都可以成为一件产品的灵感来源。
(二)休闲家具
1. 休闲的定义为:
人们利用空余的时间,调节个人心情,舒缓疲惫状态的一种休息方式——在可自由支配的时间和金钱的前提下,自主选择休息方式,以达到身心放松,从而获得一个健康、快乐的生活状态。科学的休闲方式,可以有效地缓解人的情绪,对人的智能、体能进行有效调节,同时能够锻炼生理和心理机能。休闲之事从古至今就存在,休闲有两个方面的意义:一是解除身体上的疲劳,使体能得到恢复;二是获得精神上的慰藉,使心灵得到放松。
2. 休闲家具的概念,即供人们用来缓解疲劳的家具,它有别于卧室家具,客厅家具,餐厅家具等,是家具里的一个种类,是经济增长到一定阶段后的必然产物。
进入21世纪的今天,人们对精神生活的日益重视,使得休闲家具也有了很大的发展。休闲家具要有独特创意、有标新立异的感觉,休闲家具的基本功能是缓解人的疲劳,但能够缓解疲劳的家具不一定具备休闲的作用,休闲家具要给人带来娱乐的感觉——使人们在使用家具时身心能得到放松,情感能得到合理释放。
(三)仿生设计与休闲家具关系
人类来源于自然,对自然界的客观事物有着天生的认同感,而且不受地域文化以及种族宗教的影响,是整个人类社会的共同特征3。仿生设计通过对自然界生物的模仿能够缓解现代枯燥无味的学习或工作带来的精神压力,增强用户体验。借助仿生设计,能够建立家具与用户之间愉悦和轻松的情感,具有趣味性的仿生家具设计可以实现家具情感化,进而提供给人们一个轻松的环境,会使人们在一接触到家具时便会释放心里的压力与烦恼4。
二、仿生家具设计方法
(一)形态仿生
形态仿生是研究自然界及其生物体的外部形态及其象征寓意,以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中,家具设计作为仿生产品的对象,与其他设计的形态演变过程一样,都客观性地改变了传统的造型模式5。设计师通过对自然界不同生命体的模仿、理解进而以物质载体的形式表达出不同的设计理念和观点,将形式美法则作为审美要求达到功能与审美一体化,突出对自然界生命形态的思考和诠释,使人们在物态化的对象中以直观的形象注入到设计本体中。形态仿生可以分为具象仿生设计和抽象仿生设计。(1)具象仿生:是通过模仿来源于大自然中生物的外观形态来进行产品造型设计,富有较强大自然的气息,能够给人以强烈的亲切感,但从形态创意的角度来讲,这种模仿的方式属于创造性技术含量相对较低的造型设计方法。(2)抽象仿生:是设计师利用自己的造型能力和丰富的造型经验,以自然界生物体为蓝本,经过反复的思考和对形态的推敲,将生物体的具体细节剔除,高度概括对象外貌形态,对原型进行抽象化提炼和塑造,最后将独特的个性形式应用于设计之中。这是设计师造型能力的体现,属于高层次的设计创新。
(二)色彩仿生
所谓色彩仿生设计就是研究将生物色彩应用于色彩设计中的一种方法。人类从赖以生存的并随季节变化所呈现出千万种色彩变化的自然环境中获取色彩设计的灵感——自然现象、花虫鸟兽、海洋生物所表现出来的色彩都可以运用到设计中。自然界的光明与黑暗交替造就了丰富多彩色彩变化,是人类进行色彩设计取之不尽用之不竭的天然宝库。自然界中的生物根据自身色彩的物理、化学性质,以及自然规律进行组合、排列,最终实现了和谐的色彩,体现着色彩论中的对比和协调的关系,符合人对色彩的认知规律6。由于人们在日常生活中积累了大量的自然色彩经验,直接借鉴大自然中美丽的色彩进行色彩仿生设计的产品,会给人丰富的色彩联想。
(三)结构仿生
模仿生物的结构关系是结构仿生设计主要内容,包括模仿物质的宏观和微观的组织规律。通过研究生物整体或部分的构造组织方式发现,进而对其模仿,并应用在产品设计中,以创造新的形象或解决新的问题7。如对蜘蛛网结构的研究,将成果应用到防弹衣的设计中;通过对植物茎叶结构的研究构建出能够节约材料的供水系统;典型例子如模仿蜂窝结构特点,制作工程蜂窝结构家具材料,具有质量轻、强度大、隔热和隔音的特点。
(四)肌理仿生
肌理,是物体表面质地的肌肤与纹理,包括纹理、颗粒、质地、光泽、痕迹等多种视觉表象。肌理仿生设计是指在设计过程中模仿自然物质表面的纹理、图案和材质的特征8。肌理的语义有着丰富的感情色彩,如人工打磨过后的大理石光洁的肌理给人一种严谨、冰冷的视觉感受;木材粗糙的肌理象征着粗壮、原始化的感觉;皮革柔软的肌理象征着自然、生命、安全的感觉。设计师根据生物的表皮特征,结合特定的制造工艺,运用再现或模仿的手法,可以呈现酷似天然质感的纹理,在产品中体现十足的自然风味。利用肌理仿生的设计作品不仅可以增加产品的视觉冲击力和触觉感受,更可以促进家具的功能和形态的完善。
三、设计案例
设计案例1:坐具是与人最亲近的家具,也是居家生活中不可缺少的功能用品。既然坐具在家中的地位举足轻重,消费者对于坐具的挑选更加精细。在外忙碌了一天,回到家,身体的每个关节都需要找个地方轻松舒展一下,此时坐在松软舒适的坐具上是最适宜的。该方案采用抽象形态仿生的设计方法,以海贝的造型作为原型参考。
确定要提取的特征形态——重点把握了贝壳打开时的外观形态,接下来对贝壳形态进行抽象化提取:把不规则的线条规则化,删掉琐碎的形态,得到想要的图形,见图1。对贝壳形态抽象提取后,对方案进一步推敲。然后利用三维软件Rhino进行三维建模,vary进行效果图制作,见图2。该坐具形态简洁,除了满足基本的使用功能以外,还具备一定的审美功能、娱乐功能,现代感较强,富有时代气息。
设计案例2:珊瑚礁是石珊瑚动物形成的一种结构,在深海和浅海中均有珊瑚礁存在,它们是成千上万的由碳酸钙组成的珊瑚虫的骨骼在数百年至数千年的生长过程中形成的,珊瑚礁的色彩斑斓,非常受人们的喜爱。此次座椅的设计利用珊瑚礁的形态和色彩特点进行创意设计。用实木搭建座椅骨架,然后对座椅面进行软包,软包后进行座椅蒙布的制作——利用各种颜色的双色粗棉线进行捆扎,对捆扎后的线团进行修剪处理,按照这种方法制作成一个个小的“珊瑚礁”,根据珊瑚礁色彩特征将各种颜色“小珊瑚礁”缝制在座椅的蒙布上。最后将制作好的蒙布套在座椅的骨架上,最终形成色彩丰富的珊瑚礁椅,见图3。
海洋是生命的摇篮,地球上最早的生命诞生在海洋之中,海洋是人类资源的宝库。自古以来,人们就向往到碧蓝的大海中去寻找幸福,阳光照射到珊瑚礁,产生出丰富多彩的色彩,人们被其漂亮的色彩所吸引。将其形态和色彩应用到坐具的设计中,让普通坐具添上了一层情感的色彩。
四、总结
仿生设计能实现产品的精神功能,使其成为一定信息的传播载体。休闲家具设计在保证符合人机工学,时尚审美的前提下,借助仿生设计这一方法会让家具具有生命特征,让家具的感情色彩更加丰富。本文采用仿生设计方法设计贝壳椅和珊瑚礁椅,为家具仿生设计方法的研究提供参考。
注释
11.金海明.产品造型的仿生设计研究[J].机械计,2014(1):123-125.
22 .岑海堂,陈五一.仿生学概念及其演变[J].机械设计,2007(7):1-2.
33 .王锡斌.仿生视角下的儿童家具安全感构建[J].包装工程,2014(16):98-101.
44 .杨帅,朱毅,张兰侠.仿生学在现代家具设计中的应用[J].山西建筑,2013(18):220-221.
55 .宋端树,朱宇博.现代家具设计中仿生应用之探究[J].包装工程,2009(3):146-148.
66 .刘青春,何霞.产品仿生设计探究[J].包装工程,2006(2):194-196.
77 .武文婷,等.植物结构仿生学在工业设计中的应用研究[J].浙江工业大学学报,2008(3):343-348.