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生物模仿技术

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生物模仿技术

生物模仿技术范文第1篇

角膜异物是眼科常见的疾病,在眼外伤中发病率极高。我院周围因为机械厂矿较多,很多人从事机械加工,所以这类病人很多。角膜浅层异物可在表面麻醉后在裂隙灯显微镜下用一次性无菌针头或角膜异物刀剔除。有时由于眼部刺激症状重加上患者心理紧张,在剔除角膜异物时,患者会发生晕厥,影响操作。 我院门诊遇到5例发生晕厥,现报告如下:

1 一般资料

2000年10月至2006年6月间,经我院门诊诊治的角膜异物患者2068例,男2063例,女5例;异物性质:铁屑2060例,502胶水4例,石屑4例。其中5例发生晕厥,全部为男性,l6~28岁,全部为铁锈异物。

2 晕厥的病因分析

据林丽萍[1]报道:裂隙灯显微镜下剔除角膜异物所发生的晕厥多为血管迷走性晕厥(占59.5%)及低血糖性晕厥(38.1%)。血管迷走性晕厥可由紧张、恐惧等情感变化和疼痛等刺激,通过神经反射产生迷走神经兴奋,导致广泛的外周小血管扩张,心率减慢,血压下降,脑血流量减少而引起[2]。

3 预防及护理

对每一位患者,尤其是精神过于紧张者,在接受角膜异物剔除术前应详细耐心的解释,使其了解角膜异物剔除术在眼科门诊中是很常见的治疗操作,非常安全,所用的一次性无菌针头,在患者配合的情况下不会伤及眼睛,使患者有足够的心理承受能力和信心配合操作。

充分表面麻醉,让患者无痛接受治疗;角膜异物剔除时,动作宜轻、巧、快、准,尽量缩短操作时间;剔除铁锈异物时间较长,中间应间歇停止操作,让患者闭目休息片刻,防止眼睛受长时间光照而眩晕。以上措施,均可减少晕厥的发生。

角膜异物剔除术时应注意观察,5位患者出现面色苍白、头昏、心慌、出冷汗等晕厥前期表现时,立即停止操作,使其平卧,按压人中,用鼓励性语言安慰患者,休息15~20分钟后症状全部缓解,继续配合操作直至将角膜异物剔除干净。

4 讨论

5位患者均按时进餐,考虑为血管迷走性晕厥。患者在身体疲乏、全身不适时或环境闷热、空气不流通时更易发生晕厥。本组观察,角膜异物剔除术中发生晕厥者全部为青壮年男性,这与从事此类工作绝大多数为男性有关。此外,有人认为青壮年男性来自于家庭和工作中的压力较多,易导致精神紧张、焦虑等不良情绪,促使在角膜异物剔除术中发生血管迷走性晕厥。因此,眼科门诊在行角膜异物剔除术时应加强此类患者的护理,术前做好心理疏导,说明操作过程和患者的配合方法。正确使用表面,详细了解患者进食情况,以和蔼可亲的语言,娴熟高超的医术和认真负责的工作态度对待患者,使患者配合操作。若早期发现晕厥先兆,应立即停止操作,让患者平卧,休息15~20分钟后症状可缓解。

参考文献

生物模仿技术范文第2篇

关键词:地方本科院校;生物技术专业;应用型人才;培养模式

地方本科院校是在我国区域经济和高等教育大众化的推动下,各地市以调整、合并、扩展或“专升本”等方式形成的具有地方特性的普通本科高等院校。相对于重点大学在人才引进、经费投入、社会影响和各种内外环境等方面都受到更大的制约,坚持立足于服务区域发展,适应地方经济建设需要,培养应用型人才成为加快地方高校学科建设的必由之路。生物技术专业是绝大多数地方院校主要传统专业,从1997年教育部正式批准建立生物技术专业至今,全国高校生物技术专业无论从办学点还是从招生人数上都得到巨大发展,特别是许多地方本科院校。德州学院生物系生物技术专业始建于2003年,现有在校学生人数500余人,培养目标是以培养具有良好政治素质和道德修养,具有较扎实的生物科学基本理论、基本知识和较系统的生物技术理论与实验技能,了解生物技术领域的前沿和发展动态,具有较强的创新意识与实践能力,能在工业、医药、食品、农、林、渔、环保、园林等行业从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的德、智、体全面发展的应用型高级专业人才,同时适度培养专业基础型、复合型人才。

一、地方本科院校生物技术专业培养应用型人才的必要性

1.培养应用型人才是适应地方经济社会的发展需求。21世纪是生物学世纪已成为大家的共识,以生物技术为支撑的生物高新技术产业将成为本世纪的支柱产业之一。德州学院所处的德州市现有生物技术产业20多个,比较大的产业有山东谷神集团、山东乐悟集团、山东豆工坊集团、山东豆博士、山东龙力集团、山东福田集团、山东保龄宝集团等大型生物产业集团。这些集团具有很好的经济效益,它们在发展进程中需要大批的专业技术人才及高校技术。这些企业的发展需求是一个大市场、大熔炉、大舞台、大战场。地方本科院校生物技术专业只有把自身融入到地方经济社会发展的大环境中,才能抓住机遇,发展自身,促进专业的快速发展。学校所需的土地、经费、生源主要依赖学校所在的地方,发展趋势受到所在区域的政治、经济、文化等因素的影响,因而,尽学校所能为区域经济服务是生存发展的需要。

2.培养应用型人才是地方本科院校生物技术专业的办学目标。大学服务社会、推动社会进步的主要途径和形式是为社会培养各类人才,大学是社会的产物,不能离开社会发展的需要,必须从学校实际出发,从社会需要出发,在主动承担科研攻关、知识创新任务的同时,为社会培养各类急需人才。社会不仅需要具有较强科研能力的学科研究型精英人才,也需要众多具有较强实践能力的应用型专业人才。确定一所院校的办学方向和培养目标,必须综合分析该校的办学实力和服务范围的社会需求。与国内一流大学和办学历史较早的老校相比,新建地方本科院校具有办学历史短、文化积淀浅、师资力量弱,设备条件差、区域位置偏等不足,因此,把培养目标定位在注重实践技能的应用型人才,比较符合学校的客观实际,也更容易提高学生的成才率。地方本科院校是根据地方经济社会发展的需求,在地方党委政府的大力支持下建立起来的。地方经济社会发展对应用型人才的强劲需求,是地方本科院校的立校之本和生命之源。地方高校与当地政治、经济和文化联系紧密,在加强横向科研合作、提供知识服务方面,比其他高校具有独特的地域优势。同时,地方经济社会发展的实际,也为地方高校培养应用型人才提供了现实的教学实践基地。

3.培养应用型人才有利于提高学生的就业率。高校毕业生的就业率关系到广大毕业生的切身利益,也关系到高等教育的改革、发展和稳定,是地方本科院校生存和发展的生命线。地方本科院校的主要服务范围是学校所在地,因此,提高毕业生就业率的主渠道也是学校所在地市。影响毕业生就业率的因素很多,但主要因素是培养的专业人才是否适合地方经济社会发展。地方本科院校生物技术专业把培养高素质的应用型人才作为主要培养目标,就必然会主动根据地方经济社会发展的实际需要,调整人才培养模式。

二、地方本科院校生物技术专业应用型人才培养模式

1.转变教育观念,树立正确的教育教学思想。应用型人才是随着高等教育大众化而产生的新型人才,高等教育精英阶段的许多观念不再适合这种新型人才的培养。因此,我们必须更新观念,转变思想,应该站在高等教育大众化的立场来看待应用型本科人才培养。培养应用型人才,必须首先转变重理论、轻实践,重学术、轻技术,重研究、轻应用,重知识、轻素质,重共性、轻个性等片面的教育观念。坚持适应性原则,突破传统的“专门化”人才培养模式。人才规格不应再是那种专业领域过于狭窄的专门化人才,而应是涉及领域较宽、适应地方发展需要、一专多能的复合型人才。要充分尊重学生在兴趣、爱好、特长、能力等方面表现出来的个性差异,鼓励和指导学生选择适合个人特点的成才之路,成为既有统一要求,又各具特色的多样化人才。坚持实践性原则,突破传统的学科知识型人才培养模式,重视加强实验和实践教学环节,培养既有扎实理论基础,又有较强实践能力,既有求真务实精神,又善于解决实际问题的实干家。

2.以应用型人才培养为主要目标,重新战略定位。应用型强调的是动手实践能力,应用型人才培养是指通过高等教育培养,使学生毕业后能够在某一领域内将其有关的专业理论知识具体运用到经济建设实践中去,完成理论指导实践的改造客观世界的活动,其培养特点是侧重于培养学生应用已有的理论,解决实际问题的能力。作为地方本科院校生物技术专业,由于地方区域性,应立足地方生物产业实践需要,面向区域生物经济发展,为地方生物产业培养应用型人才为主要目标,必须落实为企业服务的办学理念。

3.加强素质教育,培养科技创新能力。素质教育是一种旨在提高人的自身素质的教育运动。它把人的和谐而全面的发展放在第一位,并通过人的发展促进社会的发展,而人的发展则是社会发展的本源和基础。具体来说,素质教育主张在充分发挥教师的主导作用下,广泛地让学生主动参与,积极思考,亲自实践;培养学生的自我意识和合作意识、创新意识;发展学生的自我调节能力、创造能力和社会适应能力。人的素质是以知识为基础、以能力为平面所构建的主体时空结构。良好的素质教育是提高人的素质的唯一途径。培养创新人才,离不开素质教育,素质教育是培养创新人才的前提,是造就创新型人才的根本。

4.深化课程改革、优化课程体系。生物技术专业应用型人才是一种新型人才,照搬传统本科教育模式难以达到培养目标,所以大力推进教育教学改革是必须的。我国高等教育长期以来一直处于精英阶段,目前虽然进入了高等教育大众化阶段,但培养人才的许多做法仍沿袭着过去的传统,特别是在教学内容和教学方法方面。教学内容和方法是人才培养的重要保证,它决定着人才的智能结构,因此,为了达到地方本科院校生物技术专业应用型本科人才的培养目标,必须改革教学内容和教学方法,而且必须进行系统综合的改革,重构满足应用型本科人才培养要求的教学内容和教学方法。在教学过程中不仅要注重理论基础,更要注重技术学科的知识传授;不仅要强化技术应用能力的培养,还要注重技术与生产实践相结合的能力的培养;不仅要强化实践性教学环节,更要注重实践性教学环节对动手能力的培养。

5.努力探索产、学、研合作的培养模式。产、学、研合作教育,是一种以培养学生的全面素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校和社会两种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获得实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机地结合于学生的培养过程之中的一种教育模式。

地方本科院校由于历史及现实诸多制约因素的影响,往往在竞争日益激烈的高等教育领域处于劣势地位,而树立正确的办学定位和人才培养规格则成为它们求生存、谋发展的关键。由于师资及学生素质等各方面不利因素的影响,地方本科院校生物技术专业无法与重点大学在研究型人才的培养上进行竞争,因此培养服务地方经济发展的高级应用型人才成为这类院校普遍的办学定位。

参考文献:

[1] 李文鑫,陈学敏.立足实践,着力创新[J].中国高等教育,

2007,(1):37~39.

[2] 张岩峰,王孙禺.迎接21世纪:我国高等教育人才培养与

体制改革研究现状综述[J].清华大学教育研究,1996,

(2):24.

[3] 任淑淳.新建应用型本科院校共性问题研究[J].教育发展

研究,2003,(11):58~60.

[4] 房海.高校本科教学全面质量管理体系的构建与实践[J].

中国高教研究,2007,(5).

[5] 余谨,曾冬梅.地方高校人才培养模式改革的思考[J].改

革与策略,2002,(12):72~74.

[6] 潘懋元.中国高等教育的定位、特色和质量[J].中国大学

教学,2005,(12):21~23.

生物模仿技术范文第3篇

国内对于仿生学的研究目前主要还是处于一个较为初期的阶段,主要是在机械仿生学和化学仿生学方面开展研究。研究的重心还是针对观察到的生物界的某种生物的特殊能力进行机理分析和模仿。这类例子很多,从陆生动物到水生动物再到飞禽,从两栖动物到爬行动物再到哺乳动物,人们都成功地对各类动物的特有能力进行了机理分析并通过模仿获得这些特殊功能的机理制造出能为人类服务的各类产品,并在实践中得到应用而造福人类。

例如,人们模仿蝙蝠的回声定位功能发明了雷达,模仿蜻蜓的特殊飞行本领发明了空中悬停飞机,模仿壁虎的垂直和倒立爬行机理发明了能完成夹缝清理和户外高楼墙壁清理的爬行机器人,模仿白蚁的巢穴设计了冬暖夏凉的节能建筑。相对国内而言,国外对于仿生学的研究的领域更宽泛一些。在计算仿生学方面取得了一些成果。例如,模仿蚂蚁的找食行为提出了蚁群算法,利用收获蚁的找食行为模式发现了其与互联网协议的高度相似性。另外,一些学者在经济和管理领域也引入了仿生学原理。例如,通过隐喻和类比的方法,将企业或是人类生产活动隐喻或是类比为某种生物的某种特定行为,然后通过学习生物的行为模式来改善企业的管理模式和人类生产活动的模式。

2拟开发的仿生创新设计方法

然而,文献检索发现关于如何将仿生原理用于设计方法的相关研究还很少。与人类相比,其他生物的智力相对较低,可是生物却能利用其有限的思维能力完成人类用复杂计算机系统都无法完成的设计工作。例如,蜜蜂、蚂蚁和很多鸟类能够设计出结构合理、外形精美和用料环保的巢穴,可是它们是如何做到的呢?多年来,人类已经行成了一种固定的认识、感知和思维模式,并且倔强地认为这种思维模式是唯一正确和高效的。然而,事实并非如此,其他生物有其特殊的生理结构,他们获取和处理信息的模式与人类完全不同。他们的设计方法也与人类不同。因此,我们应该首先分析清楚其他生物获取和处理信息的方法,特别是它们与人类的不同点,人类可以向它们学习从中得到灵感。最终,努力构造一种基于以上新的获取信息和处理信息的模式构造一种新的设计方法,以改善传统的设计方法的单一性和刻板化。

在很多国际大公司,例如波音和微软,他们的设计产品设计过程是有明显的阶层特点(Hierarchy),任务层层下放,大系统不断分割,每一组完成某一特定模块的设计工作,最后各个组的工作通过接口连接在一起。传统设计方法已经广泛为人们所接受,形成了习惯思维和思维定式,很少有人再去考虑是不是有其他设计方法和设计组织形式。然而,自然界中除人类以外的其他生命虽然智力都不如人类,但是它们也经过千百万年的进化而得以生存下来,它们进化出了它们特有的生存模式和生存本领。现代设计方法可以从其他生物的生存方式和行为模式中获取设计灵感,开发出全新的设计方法,该设计方法重点在于通过类比或是隐喻方法将需要设计的产品的功能与生物完成的某项任务的过程相对应,模仿生物完成任务的模式来设计产品。下面分别介绍该方法的目标、内容、关键问题、研究方法、技术路线和可行性。

1)仿生创新设计的目标

通过学习和模仿生物的行为模式来设计出新产品造福人类。新的设计方法具有简洁、绿色、环保和可持发展的特点。

2)仿生创新设计的研究内容

确定需要完成的某项任务,例如,需要在浑浊的水域寻找目标。寻找具有类似功能的生物体原形,例如,鲶鱼或是墨鱼的捕食动作。对选定的生物体原形的完成任务的模式和组织过程进行全面分析。运用类比方法,模仿生物的行为模式,给出设计方案。将新的设计方法应用到实际设计中,发挥其效用。

3)拟解决的关键问题

如何建立正确的生物模型以准备描述生物的行为模式,模型中要包括生物的信息传递模式、能量传递模式和机械运动模式。如何利用关键问题1得到的生物行为模式信息来构建新的更简洁、环保和符合可持续发展要求的设计方案。

4)拟采用的研究方法

通过对生物某种行为特性的深入分析,运用三维动画软件模拟生物的行为特征。运用MATLAB软件构建生物行为特征的数学模型。运用比对现有设计方法,开发出新的基于仿生原理的设计方法。

5)拟采用的技术路线

6)可行性分析

仿生学正式提出是在本世纪的60年代,经过50余年的发展已经涉及到很多领域,并在一些领域发挥了作用。形成了建筑仿生学、机械仿生学、化学仿生学和管理仿生学等多个分支。以上研究成果都为我们开展仿生设计方法的研究提供了借鉴和基础理论。相信通过进一步深入分析生物行为特型,并结合过去前人的研究经验,以及生物35亿年进化的成果,我们势必能从这无比丰富的宝库中找到一种区别于传统设计方法的新方法。

3结论

生物模仿技术范文第4篇

经济的繁荣给人们的物质生活带来了突飞猛击的进步。如今,现代包装设计不断繁荣创新。富有人性化,琳琅满目的包装设计产品极大地丰富了人们的生活。

现代人强调人与自然需要有机地联系,尽量减少对自然环境的破坏。大自然带给人类的启发意义是深刻的,现代仿生学将研究侧重于模仿生物的造型、结构和材质等方面,而不仅仅停留在外观,这种理念的创新,同时拓展了包装设计内容与形式的变化。自然界生物的奇特结构和功能,为包装设计的研究与挖掘提供了无数的素材灵感。

二、仿生学与包装设计

2.1 仿生设计的历史渊源及发展现状

仿生学是从生物学派生出来的一门学科,就是从生物的形态、运动的原理和系统中获取灵感、捕捉素材,将其转化成应用的设计。据说,鲁班就是因为受到带刺叶子的启发发明了锯子。豆荚的组织原理促使了药片包装设计的问世。

仿生形态设计是针对自然界生物的研究设计,无论从其研究出发点或是研究结果都是促进设计回归自然,它体现着设计师对自然的尊重和理解,提醒着人们对于自然的关注,恰好与包装设计所提倡的可持续、生态的核心理念相吻合,因此逐步成为包装设计界最具潜力的新亮点。

纵观国内外的仿生学研究的现状,仿生技术可分类为:结构仿生、材料仿生等。现代仿生包装设计的主要特征是对新材料、新技术的充分应用

2.2仿生物形态特征的包装结构

现今的社会中,面对不断革新的市场环境,要求包装设计师突破现有市场产品的局限,从生活中寻求创意地灵感,更好感知商品的信息,注入进商品设计中。

仿生设计是包装设计的创意来源之一。包装结构形态仿生设计的研究范围包括:如山川、河流的有机外部形态,以及植物的骨骼、茎叶、动物的等内部结构,并通过对自然物形态的艺术感知、研究总结归纳为设计的灵感,并将此作为设计艺术的手段应用于包装设计之中。自然物的研究对象是无限的,我们借助自然形态的灵感触发也将是无限的,从而创造了多种多样的设计作品,为市场的发展和消费者的多元化需求,提供了更多的选择。

包装结构形态的仿生设计是包装设计创新的一种有效的方法,设计师需要在设计学的基础上,增加对生物学、社会科学的基础知识,通过研究自然生物的造型结构,寻求生物外形在包装设计中的模仿创新的可能性。仿生造型设计归纳和提炼了自然界生物的美,既包含了触感对生物表面肌理的认识,又包含了视觉对自然物的色彩认识。包装形态仿生需要善于通过联想、象征等方式表现包装的造型特征及美感,并结合现有的包装材料和生产工艺进行包装的仿生创新。

作为设计师,我们立足于消费者的审美情趣,从仿生设计的角度出发,正确进行仿生物体形态的包装设计。仿生物形态的包装结构可以遵循艺术性与科学性、创造性的原则。艺术性与科学性两者原则的强调意味着包装的形态仿生应寻求适宜的自然物仿生对象。设计师要学会观察自然物的特征从而准确握自然物的特性,找到认知与提炼自然物特征的角度和基本方法。

我们知道很多新的规律和原则都是从个体中总结出来的,对于形态的创造也是如此。仿生造型设计强调对自然物特征的模拟与提炼。抽象表现是仿生包装结构设计的重要研究方法,抽象地提炼自然物的某种特性,从具象到抽象的过程需要艺术的加工,注入新的思想,将形态从原有的形象中抽离出来,脱离的是它的繁枝末节。在抽象、省略的基础上可以进行适当的夸张处理,重新以新的造型来表现包装的内涵,使之更加完整,典型。例如流线型造型就是将多种自然物形态融合、提炼出来的形态,人们可以从流线型中可以联想到山川、河流等自然物的流畅的形态特征,如可口可乐的概念包装设计,流线型的瓶身配以流线型的抽象图形,将瓶子自然有机感与个性的现代感表现得淋漓尽致,如图1所示。

设计师需要保持细致的观察力和领悟力,当看到某种适合的造型原形参照时,通过细致的观察与创造思维能够领悟到造型原形的内部构造,通过思考与调研对物体外部形态、内部结构进一步深入了解和掌握,挖掘出最有价值的自然物的功能意义。创造性思维是包装设计师不可或缺的设计思维。包装结构富有创新的调整,掌握仿生自然物的最具代表性的特征,能够创造很多新奇的包装设计作品新形态,使仿生造型与自然物达到有机的联系。这款牛奶的包装设计作品借助奶牛的典型外观形态与商品本身的内容完美结合在一起,同时保留特征形态的基础上,对奶牛花纹的颜色进行了颠覆,重新进行设计,既有着超强的逼真效果,又赢得了创新性突破。如图2所示。

2.3仿生物功能特征的包装材料

生物都有着对自身的保护本能。动物的皮、毛有的柔软富有弹性,有的粗糙厚重;植物的树干、叶子、种子都有着表皮的“包装”,无论生物的“包装”是坚硬还是柔软,都是其在特定环境下进化自我保护、防御的结果,对生物内部都起着至关重要的保护作用。同样,商品也具有包装,包装的基本功能就是保护商品的内容物,适宜的包装材料决定于包装功能能否得到体现。

在仿生包装材料中,蜂窝纸板就是典型的案例。“蜂窝纸” ,顾名思义就是在模拟蜂巢结构的基础上发明的一种材料,既轻巧又坚固是蜂巢结构的特性,应用蜂巢夹层结构的纸板油了独一无二的缓冲;水果、蔬菜的包装对保鲜的要求极高,这种塑料薄膜包装具有 “呼吸”的性能,使之能够达到保鲜的目的,这与鸡蛋内薄膜的工作原理十分相似。可以使包装内部与外部之间形成一定的空气交换,这些都是应用仿生学原理成功的包装应用实例。

生物模仿技术范文第5篇

一、中国古典哲学的仿生思想

远古时期,人们的生活生产资料都来源于自然,器物形态也呈现着原始抽象的自然形态。在与大自然不断的斗争妥协中,中国先人们形成了朴素的自然哲学思想,如“天人合一”与“五行相生相克”的思想。“天人合一”是指人是自然的一部分,人的生存与发展建立在与自然共生互补的基础上的。他们认为只有达到了“天”、“地”、“人”和谐统一的完美境界,才能产生完美的器物。在此思想基础上发展起来的手工艺论著,如春秋时期的《考工记》、明代的《天工开物》,集成了原始的产品造型与材料应用法则,体现了古人们“外师造化”、“中得心源”的自然形态,概括抽象能力和利用改造自然材料,构造具有形式美感的器物形态能力。

二、仿生设计在中国古代器物造型中的应用

中国古代的日常生活用品,如陶器、家具、铜镜、生产工具等取材于自然,造型也多是对动、植物形态的抽象再现。如新石器早期的瓜果和葫芦形状陶器,新石器晚期的猪形陶壶、兽形陶壶、水鸟形陶壶、龟形陶壶等,体现了人类对自然的敬畏和信仰,是古代先民仿生意识的流露。陶是其中有代表性的一种温酒斟酒器具。陶中下部丰腴的兽腹和兽臀,可以加大储酒的容量;鼎立的三足可以稳定容器;三足的中空部分可以点火烘烧加热。陶的尾部上翘,形成提梁;颈部上耸高昂,使整个器形具有挺拔的气势。陶是形态仿生与功能仿生的完美结合,体现了古人高超的抽象造型能力。新石器时期的彩陶常装饰水纹、漩涡纹、云雷纹、鱼纹等图案,体现了古人的视觉图案仿生智慧。在漫长的封建社会,中国的仿生器物也得到了进一步的发展。三国两晋时期的茶具、酒具、文具等模仿动物的造型,如鸡头壶、鹰形盘;唐宋时期仿生植物的瓜形壶、花形盘等。明清时期的仿生设计更加丰富,自然a生活的一切人、事、物、动植物等都可以进入器物的造型和图案中,寄托美好的寓意,象征富足生活。

中国的古典家具中也常常能看到仿生设计的影子。人们常见的木墩,就是南瓜造型的仿生,逐渐演变而来。中国古典家具的某些功能构件,如案几、椅凳的脚,常模仿兽足;柜的顶饰,沙发椅的扶手和靠背等常采用龙的变型。

三、仿生在西方工业设计史中的发展与应用

仿生设计在英国工业革命后得到了长足发展。19世纪末的新艺术运动就是运用海藻、草、昆虫等自然元素和充满活力、波浪形、流动的线条,以及充满美感的女性形象和有机形态作为建筑造型、产品造型和平面设计的装饰元素与创作灵感进行设计的。如爱米勒・加雷设计的玻璃制品,整体运用流畅和不对称的有机造型,乳色肌理上装饰以花朵、叶子、枝蔓、蝴蝶等图案。他设计的家具也以异域植物和昆虫作为装饰题材,怒放的鲜花和花叶缠绕构成独特的表面装饰效果。著名的“睡蝶床”,就是使用的玻璃和珍珠传达了蝴蝶身体和翅膀的轻盈感觉,黑白交替的木头纹理则再现了蝶翅的斑纹。

仿生设计在当代西方呈蓬勃之势,最具颠覆性的设计师路易吉・克拉尼提到: 自然界有几千几万年的演变过程,它是逐渐按需求和必然存在的条件进化而来的,而人类最近一两百年才有工业的发展和各种技术的实现。我们必须遵循大自然的规律,他将曲线构成的独特生态形状,运用于产品、时装、汽车、建筑和工艺品等广泛的设计中。他设计的佳能单反相机独特的细节曲线给双手带来无以伦比的握感。他认为世界是圆的,他的灵感都来自于自然,他所做的无非是模仿自然界向人们揭示的种种真实。

四、仿生设计在工业设计中的具体应用方法

1. 形态仿生设计

产品的形态承载着设计师的设计理念,是与消费者沟通的桥梁。在当下回归自然,绿色设计的理念下,形态仿生设计成为了设计师的主要设计手段。菲利浦•斯达克的外星人榨汁机,就是以昆虫般的细长三足,仿佛来自外太空生物的怪异头部,引起了人们的无限遐想和购买欲望。

形态仿生设计分为具象仿生和抽象仿生。具象仿生直接真实的再现和描绘自然生物形态,形式生动活泼,极富生命力和亲和感,常用于儿童产品和家居用品的设计。抽象仿生是将自然形态简化、提炼,通过联想、夸张、变形的手法,使产品形态在“似”与“不似”之间,产生趣味性和探索性。抽象仿生具有简化性、概括性、想象性的特点,极富个性和创造力,也更加符合生产工艺和运输包装的要求。

2. 功能结构仿生设计

功能结构仿生主要是研究生物体在自然界的特异生存本领或身体内部特殊结构,通过技术手段模仿其功能与构造,用于改进现有产品的使用方式或技术系统,实现产品的舒适性与便利性,完成产品的升级换代。如日本新干线高速列车采用仿生于猫头鹰羽毛和翠鸟喙的降噪设计,行驶过程出奇地安静。猫头鹰的羽毛呈锯齿状排列,穿过夜空时,悄无声息,高铁与上方电线连接的装置便采用这种锯齿状结构;翠鸟的喙使它从空中向水面俯冲时在最大程度上减少能量损失,列车的前部采用类似形状可帮助列车在穿过隧道时不会产生低水平音爆。再如,蜂巢由排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,科学家计算出是最节省材料的结构,且容量大、极坚固。人们仿其构造制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜂窝结构头盔的设计因其省料、容量大、强度高、透气好的特点获得了德国红点设计大奖。美国佛罗里达州大学工程师里克・林德从海鸥身上得到启发,研制出一种能在高层建筑周围寻找出路,同时又可猛扑向林荫大道的远程遥控侦察机,很多现代战场正是由高层建筑和林荫大道构成。林德手拿的就是基于海鸥可在“肩部”和“肘部”弯曲翅膀的能力设计的飞机原型。笔直的“肘部”在最大程度上提高了稳定性,“肘部”以下部分则提高飞机在骤降、俯冲和翻滚时的灵活性。

3. 色彩图案仿生设计

自然界存在着千变万化的色彩和色彩组合图案。优异的色彩和图案可实现生物体一定的生存功能。模仿自然界优异的色彩组合与图案形式,应用于产品的外观色彩搭配与图案装饰中,就是色彩图案的仿生设计。如在箱包和家具面料中使用的仿动物皮毛斑点、条纹的设计,家居饰品中仿植物色彩与脉络的图案装饰,都是色彩图案的仿生设计。再如蝴蝶等昆虫的羽翼在阳光下呈现缤纷绚丽的荧光,应用于服装面料的仿生设计中,会给人以美的享受。