岳建宇 张明昊 尹梦涵 赵清泽

摘要：随着科技与经济的发展，人们从大自然各种各样的生物中汲取灵感，仿生学应运而生。“仿生设计”这个概念大致出现于1961年。一些设计师认为，在自然界中很多生物的造型结构比人工机器优越得多，仿生学就是在工程上有效应用生物功能的一门学科。仿生学是模仿自然界的设计原则和结构，将自然界中生物的特点应用到人工设计中，从而提高设计的可持续性和效率。“仿生”概念的出现为家具设计行业注入了更多的感性因素，在满足家具固有功能需求的同时，重视家具的形式美感与文化内涵，将丰富的自然元素融入设计。设计师基于以人为本的原则，将工业与机械化技术和自然特色相融合，在使家具拥有新颖的造型与结构的同时，也让仿生对象的特点引发人情感上的共鸣。经过改造创新的家具造型样式能给人带来舒适的视觉美感，提高家具的观赏性和趣味性，符合人性化设计以人为本、重视使用者生理和心理双重需求的设计原则。在家具设计中，应用仿生学可以创造出更加健康、自然、环保、舒适的家居环境。文章从仿生学的起源、种类、发展延伸出发，与家具设计相结合，辅以各种家具设计案例，阐述仿生学在家具设计中的实际运用理念、设计师的设计思路与设计步骤以及未来仿生学在家具设计中的进一步应用。

关键词：仿生学；家具设计；设计步骤

中图分类号：TS664 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）05-0-03

0 前言

仿生设计作为当前家具设计的一种常用方法，要求设计师从自然界事物的造型、结构、色彩和肌理中提取重要元素，为家具设计提供更多的参考和借鉴，从自然中获得灵感［1］。以自然界为灵感来源的仿生设计能使家具产品具有独特的魅力，符合自然生态理念的仿生家具设计迎合了广大消费者的需求。仿生设计是设计学科的一个分支，通过仿生设计，家具设计师可以展现丰富的想象力与强大的创新力，即使是自然界中不易察觉的细节，也能够被设计师捕捉，从而转化为新颖的设计［2］。仿生设计的运用，改变了家具在空间环境中单一冰冷的状态，为家具添加了情感色彩。

仿生设计的种类：从仿生对象的生命形态来划分，可分为生命形态仿生（动植物）和无生命形态仿生（山水）；从参考对象外形结构的程度来划分，可分为具象仿生和抽象仿生；从参考对象仿生的范围来划分，可分为整体仿生和局部仿生；从参考对象仿生的态势来划分，可分为静态仿生和动态仿生。另外，有单一类别的仿生设计，也有多个类别的交叉仿生设计。

1 仿生设计中产品的设计步骤

1.1 立足使用者的需求研究产品功能

这里的功能指广泛意义上的功能，包括产品所处行业、产品的主要使用群体、产品使用环境、产品静动态等。针对某些行业、某些使用群体、某些使用环境和产品性质，产品仿生设计思维天生是合理的。而在某些行业中，仿生设计则没有太大的意义。

1.2 研究產品与自然生命的互通性

确定相关产品适合进行仿生设计之后，可通过产品与自然的关联性确定仿生类型，比如在外观（色彩、形态等）上进行仿生设计，在声音、气味、质感上进行仿生设计等。为给消费者带来不可替代性体验，在同等条件下，仿生设计涉及的感官多多益善。

1.3 选择仿生对象

在确定仿生类型之后，可结合人们对自然界事物的固有看法，根据产品需要传达的精神或理念选择仿生对象或元素。值得注意的是，对象的选择要符合产品的特性，不能脱离产品本身的情况进行意象虚构，而且在设计时还要注重对自然的保护。

1.4 仿生对象与产品造型结构的结合

确定了仿生对象之后，要思考如何将产品与仿生对象巧妙融合。从产品语义角度来讲，仿生设计的目标是让消费者在看到产品时能够明确辨认仿生的对象，并确保产品的类型和功能一目了然。为了实现这一目标，首先对仿生对象进行具象模拟，找出其关键代表性特征，并将其放大，以简洁明了的形式呈现出来。然后找出产品与仿生对象在基础属性上的共同点，从共同点出发进行产品的具体形式设计。

1.5 形成方案、美学处理和设计评价

前四个步骤完成以后，仿生对象的提取和产品表达之间的桥梁得以架构，因此可以形成一个初步的设想方案。在方案初具雏形之后进一步深化，使色彩更耐看、结构更美观、比例更合理、气味更怡人、声音更和谐悦耳、质感更亲肤、体验感更人性化等。最后，对设计进行评估，包括产品与其仿生对象之间的映射关系、融合程度、表达效率等指标在内的综合评判。

2 仿生家具设计的主要类型与案例

2.1 造型仿生

造型仿生是指在家具设计的构思过程中，设计师将参考对象的造型结构特征融入家具造型设计，模仿自然界动植物的外形轮廓、组件关系等不同元素，使家具的造型样式与结构具有仿生对象的一些特点。造型仿生十分常见，如今已被广泛应用在家具设计中，通过对生物结构与造型的进一步解读，设计出更具趣味性、造型与功能更新颖的家具产品。

2.1.1 蜂群吊灯

以瑞典设计师设计的蜂群吊灯为例，这种吊灯的灯泡的安装位置并不是通常的竖直向下，而是处于近似水平或横向斜向的地方，看上去就像是几只正在飞舞的蜜蜂。圆形灯泡仿佛蜜蜂的头部，蜜蜂的身子则由灯泡后面的木材雕刻而成，会让人联想起机械化之前的时代。而且每个灯泡的朝向角度都可以调控，每一只蜜蜂都栩栩如生。蜂群吊灯使用了北欧家具中最常见的三种材料——玻璃、木材、金属，从而给人一种温暖的、生机盎然的视觉感受。

2.1.2 蚂蚁椅

丹麦家具设计大师雅科布森设计的蚂蚁椅也是现代家具设计的经典作品，该椅子结构精练，造型结构参考蚂蚁，在木质的合板与金属上做出了错落有致的“肢干”，之后用细钢架模拟蚂蚁的脚。运用简练的线条分割及层压板的适当曲面，使座椅的造型得到全新的诠释。

2.2 结构仿生

自然界中的动植物丰富多样，每一种生物都有独特的造型与结构样式。结构仿生就是将自然界生物最显著的结构样式以艺术的手法加以修饰并应用于家具设计中。随着仿生学的发展，人们不仅在形状、功能上模仿生物，而且从具有奇怪结构和质地的生物中得到了很多灵感［3］。家具设计师一般会选择从生物结构比较稳定的参考对象中获得灵感。自然生命的基本结构是自然抉择与生命迭代的重要元素，是决定物种类型与科目的必要因素，具有重要意义。

比如充气细胞沙发。莫斯科家具设计师设计的一款多功能充气细胞沙发名为“充气细胞”，是一件从结构上既可以打开又可以闭合的充气式沙发，由外表皮和里面的仿生细胞元素组成。结构收起时，沙发具有隔断的功能。结构展开后，可以看到里面的细胞状结构，变更为舒适的沙发坐垫，与此同时，外部结构还具有桌椅的功能。沙发内部的细胞状结构灵感源于橘子、树叶、蝴蝶、泡沫等动植物纹路，细胞之间相互关联并可以调整。沙发使用折叠与充气式结构，可以减少对室内空间的占用，将桌子、沙发和隔断三个功能互相融合，形成一个有机的整体。

2.3 色彩与肌理仿生

色彩与肌理是人视觉系统中最直观、最深刻的要素之一。多样的色彩与肌理可以展现出自然界生物复杂多变的特征，家具色彩与肌理的仿生就是以生物原型的外表色彩与肌理特征为参考，对家具表面的装饰及颜色进行设计。将仿生色彩应用在家具表面，进一步增强家具的自然美感。

色彩与肌理是自然生命的特色和必要存在，对设计师来说更是使家具获得自然之美的重要参考与灵感来源，多样、复杂的色彩和肌理关系与个性特征，对家具的色彩与肌理设计具有极其重要的意义。

蜂巢椅被誉为“世纪最具原创性的家居设计”，作为日本设计师吉冈德仁的成名作之一，媒体给予其极高的赞誉，宣称“一把椅子轰动世界”。这是一把在设计上将平面转换成三维形状的椅子，设计师将120层玻璃纸用胶水固定连接在一起，之后进行严苛精密的剪裁，形成六角形的蜂窝造型。该椅子造型前卫而大胆，将有机自然形态与家具造型充分结合。

3 未来仿生学在家居设计中的应用方向

3.1 仿生灯具的升级

在未来的仿生灯具设计中，仿生学设计思路可以用于设计高效的照明系统，例如，可以利用昆虫的光敏感应性设计自适应灯光系统。当周围光线变暗时，灯具会自动亮起，当周围光线变亮时，灯具会自动关闭。

3.2 智能家居设计

在智能家居设计中，应用仿生学的思路，可以模仿动物的本能行为来自动控制家居设备。可以通过感知人类行为习惯，自动调节室内温度和照明系统，以提高家居生活的便利性和舒适度。

3.3 空气净化和生态环境的设计

仿生学的思路可以用于设计空气净化和生态环境系统，比如可以利用植物的生理作用来净化空气、调节湿度和降低噪声。这样的系统可以提高室内空气质量和生态环境的健康水平。

3.4 声学设计

仿生学的思路可以用于声学设计，比如可以借鉴动物的声音传播和吸收特性来设计室内声学系统，以提高音质和降低噪声。

3.5 热效应优化

自然界中的生物具有非常强的热效应调节能力，如蚂蚁可以调节身体温度以适应不同的环境。在家居设计中，可以通过仿生设计来优化房屋的热效应，如采用冷暖空气流动的设计来实现房间的通风和空调

效果。

3.6 材料应用

仿生学中的生物材料非常多样，如多孔的海绵、鸟类的轻质骨骼等。在家居设计中，可以借鉴这些生物材料的特性，使用更环保、轻便、耐久的材料，创造出更加健康、舒适和美观的家具。

3.7 柔性化

可以借鉴生物在运动和形态上的柔性特点，开发出能够适应人体运动和变化的柔性家具，如可以折叠、拉伸、旋转的家具。

3.8 自我修复

利用仿生设计，可以使家具实现自我修复。可以参考自然界中一些生物的自我修复能力，创造出具有自我修复功能的家具材料和结构设计，如利用自愈材料、可塑性材料、可修复的结构设计等。

3.9 人机协同

仿生设计要提高家具的人机协同水平。可以学习生物与机器人和智能系统协同工作的特点，设计出人机协同水平更高的家具，比如能够与智能家居系统、机器人、无人机互动和配合的家具。

3.10 轻量化

仿生设计使家具变得更加轻量化。可以参考生物在体型和质量上的特点，设计出更轻便的家具材料和结构，如蜂窝结构、骨骼结构等，减轻家具的重量，方便移动和使用。

4 结语

大自然中无尽的生命有着奇妙的造型、多样的形式以及绚烂的色彩，将仿生学应用于家具设计中，能够丰富家具的设计方法，从而推动家具设计不断发展。随着经济与科技的迅速发展，仿生设计将面临新的机遇和挑战，随着新技术、新材料的不断更新与迭代，将会诞生更多创新型的仿生设计。大自然作为造物主，为设计师提供了许多设计灵感。仿生设计既体现了设计师对大自然的热爱程度，又集中反映了设计师对自然界生命力的思考和诠释。

随着科学技术的不断发展，家具的设计与生产样式将越来越多样化和复杂化，以自然生物为灵感来源与参考借鉴的仿生设计能为家具设计注入活力，其本身固有的自然生态理念恰好贴合了使用者在生理和心理上的需求。“仿生”概念的出现为家具设计行业注入了更多的感性因素，将丰富的自然元素融入设计，自然本是最妙的诗，仿生設计便是自然的智慧在物质社会中的具象化体现，仿生学在家具设计中的运用改变了传统的家具造型与结构在居住环境中单一枯燥的样式，为住宅空间的布局增添了一抹生机与温情。

参考文献：

［1］ 于瑞强.形态仿生在家具设计中的应用探究［J］.创意设计源，2015（1）：54-58.

［2］ 管家源.仿生设计在家具设计中的运用与研究［J］.科技与创新，2020（3）：140-141.

［3］ 姜玉婷.浅谈仿生设计在家具设计中的应用［J］.艺术品鉴，2017（4）：14-15.

作者简介：岳建宇（1996—），男，山东枣庄人，硕士在读，研究方向：建筑环境艺术设计、艺术设计。

张明昊（1997—），男，山东淄博人，硕士在读，研究方

向：建筑环境艺术设计、艺术设计。

尹梦涵（1998—），女，山东济宁人，硕士在读，研究方

向：建筑环境艺术设计、艺术设计。

赵清泽（1997—），女，福建福州人，硕士在读，研究方

向：建筑环境艺术设计、艺术设计。