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论仿生设计之美


□ 杨先艺 曹献馥 张 欣

内容摘要:本文从形态学、设计史学、美学等方面对仿生艺术设计进行分析,多角度、多方位地审视和评价了这种设计潮流的影响和意义。
关键词:仿生设计曲面设计美学

一直以来,许多研究者都在不断尝试把自然界事物的形态、功能类比应用于科学,仿生学正是在这一背景之下应运而生的。仿生学是在生物科学与技术科学基础之上发展起来的,通过模仿生物系统的原理来构造技术系统的一门新兴边缘学科。仿生设计学亦可称之为设计仿生学(Design Bionics),它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,主要涉及到数学、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、形态学等相关学科。仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同,它是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象,有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行设计,同时结合仿生学的研究成果,为设计提供新的思想、原理、方法和途径。在某种意义上,仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展,是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的契合点,使人类社会与自然达到了高度统一,正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。
艺术设计领域的仿生设计兼具自然科学和社会科学的特点。首先,它是一种新的途径和方法,具备社会科学的思辨性与形而上学的特点,并与美学、艺术理论等紧密联系。此外,它又具备自然科学的逻辑性、科学性、系统性和实证性,与空气动力学、流体力学、人机工程学等研究相辅相成。最为重要的一点是,它具备艺术科学的属性,是环境科学、生态科学在艺术领域的延伸,也为形态学、语义学、符号学的发展指出了一条新路。仿生艺术设计研究的代表人物众多,如服装设计领域的三宅一生,建筑设计领域的高迪、柯布西耶,产品设计领域的科拉尼等。
路易吉·科拉尼无疑是当代最著名的仿生艺术设计大师,然而也是最受争议的设计师之一。他于1925年出生于德国柏林,早年在柏林学习雕塑,后到巴黎学习空气动力学,1953年在加州负责新材料项目。这样的经历使他的设计兼具有空气动力学和仿生学的特点,表现出强烈的造型意识。当时的德国设计界努力推进以系统论和逻辑优先论为基础的理性设计,而科拉尼则试图跳出功能主义的圈子,希望通过更自由的造型来增加趣味性。他设计了大量造型极为夸张的作品,如卵式茶具、深海鱼类形态的照相机、鲨鱼造型的空间飞行器、飞鸟形态的游艇、人体腿骨形状的未来城市,被称为“设计怪杰”。有人认为他离经叛道,也有人把他当作天才和圣人一样崇拜。然而科拉尼认为自己是普通人,他的灵感都来自于自然。他说:“我所做的无非是模仿自然界向我们揭示的种种真实。”科拉尼的设计不是自然的简单再现,而是借自然的强大生命力寓情于物,抒发一种心声,寄托一种情感,是一种具有生命意义的表达,一种对生存巨大努力的激励。

一、从形态学、设计史学、心理学等方面看,仿生艺术设计是一种曲面之美的“延伸”
从视觉感知看,曲面给人温和、柔软、动感的印象。曲面从表现形式上可以分成几何曲面和自由曲面两大类。与自由曲面相比,几何曲面相对理智和平稳,而生物体曲面一般是自由曲面。大体上,它的曲率变化节奏很快、很强烈,反映出一种动感、跳跃的特征,非常个性化。然而在细节中,生物形态的曲面往往是缓急相生、动静结合、交相辉映、妙趣横生的。它有时给人圆润、平静、含蓄的感觉,有时又显得动感、紧张与不安。此外,面与面之间的衔接过渡均匀自然也是生物曲面有别于其它形体的典型特征,这种均匀的过渡让人觉得温馨而亲切,因而生物曲面形态更能表现出丰富的情感。如用于表现当代时尚流行的弹性结构形态或触感形态,用联想、隐喻手法表现联想、象征、引用的形态等。
如果说直线型为主的造型特点体现了刚直、精确、挺拔之美,是技术发展到初级阶段时的选择,那么曲线和曲面形态则体现了产品造型柔和、亲切之美以及产品与人与环境的亲密关系,是技术发展到较高阶段的选择。曲线和曲面形态之所以能够大量应用,其重要原因是当前制造业手段、工艺的快速发展。由于计算机在制造业中的大量应用,计算机辅助设计(CAD)以及计算机辅助制造(CAM)的实现,使制造一件具有优美曲线形态的产品变得更为方便、快捷。而在以前,由于曲面形态难以用手工表达,使曲面造型的产品难以制造,因此也不能很好地体现设计师的初衷。另一方面,新材料及信息技术的应用和发展也对曲面设计的发展起到很大作用。最初的形态设计往往是不带有任何联想性质的、以自然为素材的被造物,这时的形多属于手工艺生产出来的,不具备量产的属性,不能进行大规模的推广应用,有很大的限制和障碍。工业革命后,形态设计转变为具有鲜明几何样式的功能主义潮流。这时,直线、平面和体块由于自然材料性能、加工工艺等因素的限制而成为主流,曲面化造型的发展却举步维艰。从尼龙开始,随着丙烯、聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等新塑料的工业化生产,加之20世纪50年代以来材料学、信息学的飞速进步,曲面形态设计得到了难得的发展契机。塑料材料通过造型语言的表现,显示出与木头、金属等自然材料完全不同的异质特性,同时运用注塑等新工艺又使得曲面变化能够得以实现。不仅如此,塑料材料的优异性能和审美观念的发展,也使得人们逐渐对材料本身表现出关注与兴趣。塑料质感、造型性能、心理情感和生活舒适性等的要求,对20世纪80年代以后的形态表现产生了很大的影响。这时的新产品更多考虑的不是生产制造问题,它转变为对使用性能、生理心理调节、审美意趣等的综合考虑。以生物形态、自由曲面造型为主的仿生艺术设计便登上了历史舞台。
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摘自:装饰 2005年第11期  
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