綠色設計在仿生設計中的理念運用研究

趙勝坤

摘 要：本文旨在深入探討綠色設計與仿生設計之間的關聯，并以目的性的分類方式，將其劃分為人、產品、環境三個要素，從而更好地理解綠色設計的特征。為此，本文將從人-產品、產品-環境、人-產品-環境三個角度，深入探討綠色設計與仿生設計之間的聯系，以期為此領域的理論研究提供更多的參考。

關鍵詞：仿生設計；綠色設計；目的性分類

1 前言

“師法自然”源自自然界的智慧，它一直激勵著人們不斷創新。古代的先賢們利用觀察、想象、模仿以及創造，將生物的形態、功能、外觀、顏色和意象等復雜的元素融入到設計中，使得仿生設計不僅僅局限于表面的模仿，而是從多個角度、多個層面進行人造的模擬?？评嵩赋?，仿生設計在現代設計中發揮了至關重要的作用，它不僅可以讓產品的外觀更加多樣化、色彩更加自然、結構更加人性化，而且可以讓消費者在使用過程中獲得放松、舒緩的心情，從而體驗到人與自然和諧共存的美妙。通過將綠色設計理念與仿生設計相結合，便可發現仿生設計具有天然的綠色特征。

2綠色設計的概念

綠色設計旨在將環保意識融入設計，以解決供給問題并減少對環境的不利影響。其核心思想是通過設計保護和改善自然環境，實現可持續發展，致力于通過改變傳統的生活方式和消費模式，滿足人類對多樣性的需求，包括物質、自然資源和社會文化環境。綠色設計的原則被公認為“3R”的原則，即Reduce，Reuse，Recycle，減少環境污染、減小能源消耗，產品和零部件的回收再生循環或者重新利用。其核心理念“多快好省”旨在通過提供最佳的功能、最高的效率、最大的舒適度、最大的環保性，使得綠色設計的核心理念得到充分體現，從而有效地減少資源消耗，同時保護自然環境。

隨著“產品-人-環境”的出臺，綠色設計思想在產品設計領域的迅猛發展，反映出人們對環境保護的重視。它不僅體現在環境友好的特性，還體現在功能的全生命周期思考，更重要的是，它提倡創新的價值理念，為當代產品設計帶來更多的可持續性和可行性。

3仿生設計與綠色設計的關系

在維克多·帕帕奈克的《為真實的世界設計》一書中說過：有一個似乎從未曾過時的源泉，這里就是自然的指南，在這里通過生物學和生物化學的系統，人類碰到的許多相同問題已經遇到過并被解決了。采用自然的規律和原則，人們能夠發現許多有效的、更加完美的解決辦法。對于任何設計問題，理性的方式就是達到“以最少求解最多”，或者用George.K.Zipf的俏皮話說，即使用“最少努力的原則”。書中的話引出了仿生設計與綠色設計的關系。自然界無疑是設計師們的靈感之源，而仿生設計則更加注重對其歷史演變的研究，它們在不斷的演變、變異以及適應性方面都有著深刻的影響，可以有效地減少創作的復雜性，提升整體的美感。仿生設計是針對在生物在自然環境中表現出的各種特性進行模仿以解決相似情況下碰到的實際問題的設計思想。通過模擬自然環境，仿生設計可以自發地展現出其獨特的環保理念。

4仿生設計中的綠色設計

設計是一種探索、分析、解決問題的過程，解決問題就是設計的目的，是其本質要求和內在屬性之一。仿生設計是一種獨特的設計形式，它以解決問題為出發點，并以反饋自然界為目的，使人類能夠從大自然中獲得靈感，從而創造出更加環保的設計。因此，目的性研究對于仿生設計來說至關重要，它不僅可以幫助人類更好地理解自然，還可以為人類提供一種更加環保的生活方式，使人類能夠更好地適應自然環境，從而實現更高效的生活方式。隨著時代的發展，社會經濟和科技的飛速進步，人們的審美能力也在不斷提升，這使得交互設計的內涵變得更加豐富多彩。在數字信息化的時代，交互設計的內涵更加符合人們的需求，通過提升用戶的實際體驗和情感體驗，人們才能真正理解和把握設計的本質。因此，根據仿生設計特征的目的性，將其分為人-產品、產品-環境、人-產品-環境三類進行研究。

4.1人-產品

這一類型是研究人和產品關系的，其所關注的是人和產品最直接的連接，是在人機環境系統工程學中最早進行研究的內容“設計要符合人的生理和心理因素”的概念強調。要創新出符合人類的需要的產品，就必須將人的需求放在首位，而現代的設計則更加強調，要在滿足用戶實際需要的時候，也能夠符合社會文化需要，從而實現人機工程學的目標。通過引入“人性化產品”和“人機工程因素”，可以有效地將“人”和“機”融入到工程學的視角中，從而使得工程學成為企業獲得市場優勢的重要工具。仿生設計旨在利用人機工程學原理，將產品外觀和人體外觀完美結合，以便讓用戶能夠感受到自然環境中的美感，并且能夠更好地滿足用戶對自然環境的需求。通過采用仿生技術，設計師可以讓產品更加貼近人體，從而讓使用者在使用時感受到更加舒適。這些技術可以模擬出人體身上經常接觸到的各種部位，例如手、腳、臀、背等。

如圖1，Lilian van Daal設計師以100%可回收的聚合物粉末作為原料，將單細胞微生物的功能形態進行深入研究，創造出Radiolaria#1椅子的框架，這款具有極高創新性的3D打印椅子，完全沒有使用任何膠水，令人驚嘆。這種產品既堅固又輕巧，同時還能節省大量的原材料。Skeleton designer chair的魚骨趣味椅子以魚骨的結構為基礎，“魚骨”則是它的核心，它的設計完美地融入人體的曲線，使得用戶在乘坐時更加舒適。此外，Skeleton designer chair的模塊化設計使得它的組裝更加簡單，可以輕松地完成，大大降低了運輸成本，實現了綠色設計的目標。

4.2產品-環境

仿生設計旨在研究產品與環境之間的關系，以提高產品在工作環境中的性能，這種設計通常被稱為實用功能仿生。具體來說，這類研究的目標是解決阻力、黏附力、承重能力、振動、噪聲和壓力等問題。此類型的產品通過模擬動植物在自然環境中的功能狀態，用最少的耗能設計出效率高的產品，從而使得產品具有了綠色效能。

沐霧甲蟲是納米比亞沙漠中一種令人驚嘆的昆蟲，它們可以在沙漠中捕捉微小的露珠，并將它們聚集在一起，然后將其吞入體內。Dew Bank Bottle 晨露收集器正是利用這種特殊的昆蟲，它們的金屬外殼可以有效地捕捉露珠，最終將它們收集到容器中。這體現了仿生設計中綠色設計的理念，充分研究了產品與環境的關系，幫助水資源匱乏地區集水，緩解了艱苦環境的現狀。

松果的開合過程很簡單，是由環境濕度決定的，這在建筑中非常有用，松果在干燥的環境中打開，在潮濕的環境中封閉。元件在建筑中非常有用，建筑師阿姆西蒙戈斯提出了這一點，根據這個原理開發了一些建筑元件，能夠隨著濕度變化開合。如這些元件會在陽光下完全打開，如果天會下雨，他們就會慢慢合上，元件不用電，沒有機械部件，無論傳感器、馬達、調節器，每樣東西都融合在一起。此設計以松果為靈感，不費能量就能開合某物，節約能源，啟發眾人。松果具有出色的適應環境能力，能夠有效地保護種子免受潮濕的影響，當空氣濕度過高時，鱗片會閉合，而在干燥的環境中，鱗片會打開，釋放出種子，這一切都是大自然精妙絕倫的設計。建筑在取暖、制冷、照明方面以及建造的時候耗費了大量能量，如果要妥善處理氣候變化問題，如實應對建筑消耗仿生學可以提供很多解決方案。

4.3人-產品-環境

仿生設計旨在讓人們更加接近大自然，因此它們的設計方式是將自然環境重新呈現出來，以滿足人們對自然的渴望。通過反思人類與自然之間的關系，產品可以成為一座橋梁，將人們置身于自然環境中，并以此為基礎，構建出一種以人為本、以產品為媒介的關系。

隨著科技的飛速發展，人們的娛樂生活也越來越多地依賴于手機、電腦等現代化設備。然而，在網絡尚未普及的時代，人們更傾向于依靠自然來獲取娛樂。因此，草垛子的收納功能得到了設計師的完美運用，它的形狀巧妙地融入到文具收納中，讓人想起兒時玩捉迷藏時躲在草堆里的場景，既可以增強視覺沖擊力，又可以有效地利用其收納功能，讓人有一種回歸大自然的感覺。圖3這款北極熊紙巾架能夠提醒人們，不要再無視環境污染，而是要重視節約，從而減少對環境的破壞。北極熊的紙巾架象征著冰山，冰山隨著紙巾的使用逐漸變小，提醒人們要小心謹慎地使用，杜絕浪費，以免破壞它們的家園，保護它們的生存環境。它的出現，不僅僅是為了表達全球氣候逐漸變暖，更是為了喚醒人類對環境的重視，讓人們更加珍惜資源，保護環境。BrynjarSigurarson是一位冰島設計師，他創造了一款以冰島蠟燭為靈感的作品，旨在傳遞對冰山的尊重與保護?！氨ā笔且唤M多樣的5座小型冰山，構筑出一幅壯麗的自然風光。隨著蠟燭的點燃，冰山開始逐漸消失，這一現象清晰地展示了全球氣候正在發生的巨大變化。

5結論

無論是功能、結構、材料還是具有功能特性的形態，采用仿生技術設計的產品，都能夠重現億萬年前被檢驗過的清潔、高效的特點，而且在使用和維護的過程中，也能夠體現出仿生設計的環保優勢。隨著社會的發展，人們的審美觀念也在不斷改變，對設計的內涵要求也越來越多元化。仿生設計和綠色設計，不僅僅是為了讓人類在地球上獲得更加美好的生活，更是為了讓人類獲得真正的幸福，它們的核心思想源自人類對自身美好生活的憧憬，具有極大的相似性?？梢哉f，綠色設計旨在實現環境保護的目的，而仿生設計則注重環境保護手段。通過將兩者有機結合，可以創造出更加環保、高效、可持續的產品，以滿足人類日益增長的需求，也是當今設計發展的必然趨勢。

參考文獻

[1][美]維克多·帕帕納克著，《為真實的 世界設計》[M]，周博譯，北京：中信出版社，2013.

[2]數字信息化時代下的交互與仿生設計[C]//.Proceedings of The 2nd International Conference Bio-inspired Design and Technology.2021：305-308.劉偉，史源，于菲，董婭凡，孫建廣.仿生設計中的功能創新研究[J].包裝工程，2019，40（14）：186-191.

[3]于楠楠.綠色設計的社會價值[J].才智，2011（03）：196.

[4]任新宇，王倩.論綠色產品設計的特征及策略[J].設計，2018（08）：108-110.