自然美是设计的源泉，仿生设计自古就有。从学科上讲，仿生设计又称设计仿生，是在仿生设计的基础上发展起来的综合性交叉学科。其研究范围包括生物学、数学、材料学、人机学、色彩学、美学、工程学等学科。仿生设计因其独特的价值，不仅在现代工业设计中非常普遍，而且应用广泛，在工业设计的发展和设计价值的实现中发挥着重要作用。

1、仿生设计对现代工业设计的主要价值

仿生设计不是对自然对象形式的简单模仿，而是通过复杂的观察、研究和设计技术，为工业设计提供有价值的解决方案和设计过程。它对工业设计至少有以下价值：一是丰富设计造型，提供更多的设计选择。地球有丰富多彩的自然形式，自然形式、结构、功能、颜色、纹理可以成为仿生和仿生设计的对象，为工业设计提供无限的思想和解决方案。二是优化产品功能结构，节约设计成本。通过对符合设计目标的对象的研究，仿生设计可以为设计找到一条方便准确的道路，不仅可以获得最优化的设计方案，还可以大大节省设计研发的时间、资金、技术等成本。三是增加产品情趣，增加产品附加值。仿生不仅有效地满足了设计对功能的需求，而且由于仿生的形式或交互兴趣，增加了设计的附加值[1]。美国社会未来学家约翰约翰•奈斯比提出：“无论在哪里，人们都需要补偿性的高情感。这种补偿性的高情感尤其体现在当今社会。社会越进步，人们离自然越远，亲近自然的感觉就越强烈。第四，增加产品内涵，丰富设计文化。许多生物在人类长期的历史文化中成为图腾或与优秀的民族历史文化密切相关。仿生设计可以为产品增添文化内涵，为设计目标提供符合品位和符号的设计方案。

二、仿生设计在现代工业设计中的主要应用模式

根据不同的角度或不同的目的，现代工业设计中的仿生设计可以分为不同的方法。例如，根据生物类型，可分为动物仿生、植物仿生、昆虫仿生、人类仿生和微生物仿生；根据模仿的逼真性，可分为具体仿生和抽象仿生；根据模仿的完整性，可分为整体仿生和局部仿生；根据模仿生物的情况，可分为静态仿生和动态仿生[2]。目前，根据生物系统结构的划分，讨论仿生设计类型是最常见的方法。因此，仿生设计在现代工业设计中的应用主要如下：1。通过研究生物（包括动物、植物、微生物和我们自己）的内外形式及其象征意义，通过相应的设计技术和艺术技术，将其应用于设计的过程是形式仿生设计。形态仿生包括局部形态仿生和整体形态仿生。仿生设计是工业设计中应用最大的仿生设计形式。比如玛莎拉蒂的Kuba概念车就是一个采用局部仿生设计的案例。车前脸上的大格栅和鲶鱼的厚嘴很像，所以也叫“鲶鱼车”。奔驰的Boxfish设计(见图1)是整体仿生设计的典型代表。该车以箱豚为设计原型。设计师模仿箱豚的形状，将汽车的风阻值降低到0.06，使汽车不仅外观更加流畅，而且油耗降低20%，氮氧化物排放量降低80%。著名的甲壳虫汽车、熊猫汽车，其独特的外观早已成为经典，深受人们的青睐。形态仿生设计案例在家具设计和儿童产品设计中比比皆是。2.功能仿生设计功能仿生设计是通过研究生物功能实现的机制，将其应用于产品设计中的一种方法。早在春秋战国时期，著名的木匠鲁班就不小心被带齿的草叶划伤了。他受到启发，发明了锯子。功能是大多数产品的最大价值，所以在现代工业设计中，功能仿生是设计师和工程师非常热衷的设计方法。例如，潜艇就是对鱼的仿生。鱼通过控制鱼胛肌的收缩和膨胀，可以改变体内空气的含量，调节身体的密度，水中产生的浮力也会发生变化，从而达到上升或下沉的目的。设计师模仿鱼的这一功能特性，设计潜艇，利用储水箱的注水变化，模仿鱼胛骨的功能，潜水到储水箱，增加潜艇重量，潜艇潜水；上浮时排水，清空仓库水，减轻潜艇重量。此外，还有许多经典的功能仿生设计案例。如模仿蝙蝠超声定位系统的雷达、仿生章鱼喷黑墨功能的烟雾弹等。由于其应用的广泛性、实用性和自然性，我们在使用相关产品时几乎忘记了这些产品功能本身的来源是自然生物。3.结构仿生设计结构仿生主要基于研究生物结构和工程力学原理，然后模拟材料、结构和系统，设计和优化产品结构[3]。例如，结构仿生设计用于直升机。飞机在高速飞行时，往往会引起共振现象，甚至会折断机翼，造成飞机失事。昆虫早在3亿年前就在空中飞翔，但它们没有颤抖的危险。通过研究，生物学家发现昆虫前缘上方有一个深色角质加厚区——翼眼或翅痣。该区域直接影响昆虫的飞行稳定性。根据这一发现，人们在飞机的两翼上增加了平衡重锤，解决了这一问题。在当今科技发达的现代社会，人们在设计中仍然运用结构仿生，取得了良好的效果。根据象鼻的结构特点，德国工程公司Festo创造了一种新型的象鼻机械臂（见图2）。先进的仿生设计使其能够灵活地携带重物，并进行伸缩和弯曲，从而将机械臂的性能提高到一个新的灵活性、伸缩性和柔韧性。4.色彩仿生设计美国视觉艺术心理学家布鲁莫曾说过：“色彩唤起各种情感，表达情感，甚至影响我们的正常生理感受。”通过借鉴和运用生物色彩，色彩仿生可以为产品设计提供多种色彩方案，对产品吸引消费者、实现价值起到极其重要的作用。玫瑰红、宝石蓝、咖啡色等许多颜色都是从自然中提取出来的。丰富的自然色彩不仅为人们的视觉审美提供了丰富的资源，而且为更好地实现产品功能，保护用户的安全提供了设计理念。比如军用迷彩服和汽车就是借鉴变色龙的伪装原理，利用自然环境中的颜色，降低自然环境中的识别度，达到安全保护的效果。在工业生产和机械操作中，我们广泛采用黄蜂的黄黑搭配(图3)，以提醒人们注意安全。5.纹理仿生设计借鉴和模拟自然物表面的纹理和组织结构特征属性，充分发挥产品的实用性，以及表面纹理的审美和情感体验，即产品纹理仿生设计[4]。纹理仿生设计不仅能让用户体验到生物对象表皮的质感，还能通过生物表皮机构的应用实现特殊功能。在现代服装设计和一般工业产品设计中，模拟动物皮革或皮革的设计非常普遍，人造皮革已成为设计中应用最广泛的材料之一。荷叶表面由许多密集排列的突起组成，它们之间有一个小的纳米间隙，上面有一个更小的突起，形成一个双重结构突起。水滴很容易在荷叶上滚动，同时带走灰尘和细菌。荷叶表面这种不沾泥水、自清理的纹理结构原理，在现代工业设计中得到了广泛的应用。例如，自清洁玻璃是由荷叶表面的多尺度结构和表皮生物蜡的存在制成的，起到自清洁和防结冰的作用。