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1、在自然界中，生物經過漫長在自然界中，生物經過漫長的進化，各有其復雜的結構的進化，各有其復雜的結構和奇妙的功能系統(tǒng)。和奇妙的功能系統(tǒng)。一只螳螂能在一只螳螂能在0.050.05秒的瞬間，捉住一只飛蟲。秒的瞬間，捉住一只飛蟲。尼龍搭扣的尼龍搭扣的產生就是仿生學法產生就是仿生學法運用的一個很好的例子運用的一個很好的例子蒼耳籽蒼耳籽仿生設計的基本概念仿生設計的基本概念 仿生設計學是以自然界萬事萬物的仿生設計學是以自然界萬事萬物的“形形”、色色”、“音音”、“功能功能”、“結構結構”等為研究等為研究對象，有選擇地在設計過程中應用這些特征原對象，有選擇地在設計過程中應用這些特征原理，為設計提供新的思想、新的
2、原理、新的方理，為設計提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途徑。法和新的途徑。 師法自然的仿生設計是一種重要的設計方法。師法自然的仿生設計是一種重要的設計方法。建構人與機器、生態(tài)自然與人造自然之間的高建構人與機器、生態(tài)自然與人造自然之間的高度和諧，是仿生設計的主要目標。度和諧，是仿生設計的主要目標。仿生設計的發(fā)展歷史仿生設計的發(fā)展歷史相傳在公元前三千多年，我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢，相傳在公元前三千多年，我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢，以防御猛獸的傷害；四千多年前，我們的祖先以防御猛獸的傷害；四千多年前，我們的祖先“見飛蓬轉而知為見飛蓬轉而知為車車”，即見到隨風旋轉的飛蓬草而發(fā)明
3、輪子，做有裝成輪子的車。，即見到隨風旋轉的飛蓬草而發(fā)明輪子，做有裝成輪子的車。古代廟宇中大殿之前的山門的建造，就其建筑結構來看，頗有點像古代廟宇中大殿之前的山門的建造，就其建筑結構來看，頗有點像大象的架勢，柱子又圓又粗，仿佛像大象的腿。大象的架勢，柱子又圓又粗，仿佛像大象的腿。 我國古代勞動人民對水生動物我國古代勞動人民對水生動物魚類的模仿也卓有成效。通過對魚類的模仿也卓有成效。通過對水中生活的魚類的模仿，古人伐木鑿船，用木材做成魚形的船體，水中生活的魚類的模仿，古人伐木鑿船，用木材做成魚形的船體，仿照魚的胸鰭和尾鰭制成雙槳和單櫓，由此取得水上運輸?shù)淖杂?。仿照魚的胸鰭和尾鰭制成雙槳和單櫓，由此
4、取得水上運輸?shù)淖杂?。后來隨制作水平提高而出現(xiàn)的龍船，多少受到了不少動物外形的影后來隨制作水平提高而出現(xiàn)的龍船，多少受到了不少動物外形的影響。還有古代水戰(zhàn)中使用的火箭武器響。還有古代水戰(zhàn)中使用的火箭武器 “ “火龍出水火龍出水” ” 。仿生設計的主要內容仿生設計的主要內容 1、形態(tài)的仿生、形態(tài)的仿生 2、功能的仿生、功能的仿生 3、結構和材料的仿生、結構和材料的仿生形態(tài)仿生的分類形態(tài)仿生的分類 1）具象形態(tài)的仿生）具象形態(tài)的仿生 具象形態(tài)是真實的外界形態(tài)映入眼簾刺激神經具象形態(tài)是真實的外界形態(tài)映入眼簾刺激神經后，觀察者所感覺到的存在形態(tài)。由于具象形后，觀察者所感覺到的存在形態(tài)。由于具象形態(tài)具有很
5、好的情趣性、可愛性、有機性、親和態(tài)具有很好的情趣性、可愛性、有機性、親和性、自然性，人們普遍樂于接受，在玩具、工性、自然性，人們普遍樂于接受，在玩具、工藝品、日用品應用比較多。藝品、日用品應用比較多。 設計案例：設計案例：設計案例：設計案例：設計案例：設計案例：兒童燈具兒童燈具仿生設計的趣味性更能展現(xiàn)溫馨親和，更容易讓人在想象力的作用下會心一笑。兒童燈具的創(chuàng)意就產生了 形態(tài)仿生學法，不能簡單的理解為模仿生物外形進行制造，而是要抓住事物的主要特點，講究神似。利用熊的形態(tài)仿生設計的小容器椅子的仿生設計，椅背側面似鳥嘴，軸相當于眼睛，坐面充當翅膀，并且椅背和坐面都用紅色相呼應。 飛利浦照相機采用仙鶴
6、的形態(tài)為創(chuàng)作原形進行仿生設計另一款以仙鶴為原形的仿生設計的椅子以提取大象主要形態(tài)并運用夸張的手法進行仿生設計的膠帶盛器以仿生啄木鳥的嘴巴進行設計的訂書機以仿生青蛙進行設計的書頁夾形態(tài)酷似小老鼠的鼠標形態(tài)模擬各種人的姿態(tài)的椅子2）抽象形態(tài)的仿生）抽象形態(tài)的仿生 抽象形態(tài)是用簡單的形體反映事物獨特的本質特征。抽象形態(tài)是用簡單的形體反映事物獨特的本質特征。此形態(tài)作用于人時，會產生此形態(tài)作用于人時，會產生“心理心理”形態(tài)，這種形態(tài)，這種“心心理理”形態(tài)依據生活經驗的積累，經過聯(lián)想浮現(xiàn)于腦海形態(tài)依據生活經驗的積累，經過聯(lián)想浮現(xiàn)于腦海中，那是一種虛幻的，不實的形，但是這個形經過個中，那是一種虛幻的，不實的
7、形，但是這個形經過個人主觀的喜怒哀樂聯(lián)想所產生的形變化多端、色彩豐人主觀的喜怒哀樂聯(lián)想所產生的形變化多端、色彩豐富，這與生理上感覺到的形大異其趣。富，這與生理上感覺到的形大異其趣。形態(tài)仿生的分類形態(tài)仿生的分類設計案例：設計案例：設計案例：設計案例：設計案例：設計案例：產品名稱：產品名稱：“蒼鷺蒼鷺”臺燈臺燈個性仿生音響個性仿生音響 寶馬H2R 功能仿生設計功能仿生設計 功能仿生設計主要研究生物體和自然界物功能仿生設計主要研究生物體和自然界物質存在的功能原理，并用這些原理去改進質存在的功能原理，并用這些原理去改進現(xiàn)有的或建造新的技術系統(tǒng)，以促進產品現(xiàn)有的或建造新的技術系統(tǒng)，以促進產品的更新?lián)Q代或
8、新產品的開發(fā)。的更新?lián)Q代或新產品的開發(fā)。 蜻蜓的飛行原理與直升飛機蜻蜓的飛行原理與直升飛機昆蟲單復眼與生物顯微鏡昆蟲單復眼與生物顯微鏡 高級研究用正置生物顯微鏡：內置“復眼”照明，使數(shù)碼成像更為理想。 一次能拍千百張相同的照片。 人們在人們在“仿生制造仿生制造”中不僅是師法大自然，而中不僅是師法大自然，而且是學習與借鑒他們自身內部的組織方式與運且是學習與借鑒他們自身內部的組織方式與運行模式。有的結構精巧，用材合理，符合自然行模式。有的結構精巧，用材合理，符合自然的經濟原則；有些甚至是根據某種數(shù)理法則形的經濟原則；有些甚至是根據某種數(shù)理法則形成的，合乎成的，合乎“以最少材料以最少材料”構成構成“
9、最大合理空最大合理空間間”的要求。這些為人類提供了的要求。這些為人類提供了“優(yōu)良設計優(yōu)良設計”的典范。的典范。3、結構和材料的仿生、結構和材料的仿生 蜂巢與散熱器蜂巢與散熱器有效散熱有效散熱節(jié)省材料節(jié)省材料堅固堅固綠色產品設計綠色產品設計生態(tài)產品準則生態(tài)產品準則:（）減少天然原材料消耗。（）減少天然原材料消耗。（）選擇原材料要考慮加工過程中節(jié)省能源和水。（）選擇原材料要考慮加工過程中節(jié)省能源和水。（）減少包裝造成的廢物。（）減少包裝造成的廢物。（）考慮產品部件容易拆卸，使材料可被回收再利用。（）考慮產品部件容易拆卸，使材料可被回收再利用。（）盡量使產品小型化。（）盡量使產品小型化。 綠色設計G
10、D (Green Design)，也稱為生態(tài)設計ED (Ecological Design)、環(huán)境設計DFE (Design for Environment)、生命周期設計LCD（Life Cycle Design）或環(huán)境意識設計ECD（Environmental Conscious Design）等。 綠色產品GP（Green Product），也稱為環(huán)境協(xié)調產品（Environmental Conscious Product）是綠色設計的最終體現(xiàn)，是產品綠色程度的載體。就是在其生命周期全程中，符合特定的環(huán)境保護要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率最高，能源消耗最低的產品。 綠色產品設
11、計的材料選擇與管理綠色產品設計的材料選擇與管理 產品的可拆卸性設計產品的可拆卸性設計 產品的可回收性設計產品的可回收性設計 產品包裝設計產品包裝設計 綠色產品的成本分析綠色產品的成本分析 綠色產品設計數(shù)據庫綠色產品設計數(shù)據庫 綠色產品設計的材料選擇與管理綠色產品設計的材料選擇與管理一方面，不能把含有有害成分與無害成分的材料一方面，不能把含有有害成分與無害成分的材料混放在一起；另一方面，對于達到壽命周期的產混放在一起；另一方面，對于達到壽命周期的產品，有用部分要充分回收利用，不可用部分要用品，有用部分要充分回收利用，不可用部分要用一定的工藝方法進行處理，使其對環(huán)境的影響降一定的工藝方法進行處理，
12、使其對環(huán)境的影響降到最低到最低 。 綠色設計首先應要求構成產品的材料具有綠色特性，在產品的整個壽命周期內，這類材料應有利于降低能耗、環(huán)境負擔最輕。具體來說： 所用材料應是低能耗、低成本、少污染的材料。這是對所用材料自身來說。例如熱飲料杯的材料選用應該選用聚苯乙烯。 所用材料應是易加工且加工中無污染或污染最小。這是對材料制成零件的制造過程來考慮。 所用材料應是易回收、易處理、可降解、可重用。這是從產品報廢后易于處理的角度考慮。 綠色材料GM（Green Material），又稱環(huán)境協(xié)調材料ECM（ Environmental Conscious Materials）或生態(tài)材料（Ecomateri
13、als)，是指那些具有良好使用性能或功能，并對資源和能源消耗少，對生態(tài)與環(huán)境污染小，有利于人類健康，再生利用率高或可降解循環(huán)利用，在制備、使用、廢氣直至再生循環(huán)利用的整個過程中，都與環(huán)境協(xié)調共存的一大類材料。綠色材料不僅包括直接具有凈化環(huán)境、修復等功能的高新科技材料的開發(fā)，也包括對使用量大而面廣的傳統(tǒng)材料及其產品的改造，使其“環(huán)境化”。 選擇綠色材料選擇綠色材料進行綠色設計最根本的出路進行綠色設計最根本的出路 減少所用材料的種類減少所用材料的種類 選用廢棄后能自然分解并為自然界吸收的材料選用廢棄后能自然分解并為自然界吸收的材料例如可自然降解的塑料例如可自然降解的塑料 選用不加任何涂鍍的原材料選
14、用不加任何涂鍍的原材料大部分涂料有毒，涂大部分涂料有毒，涂鍍工業(yè)給環(huán)境帶來污染鍍工業(yè)給環(huán)境帶來污染 選用回收材料或再生材料選用回收材料或再生材料許多材料如塑料、鋁等許多材料如塑料、鋁等均可回收再利用均可回收再利用 盡可能選用無毒材料盡可能選用無毒材料 純天然材料的開發(fā)和利用純天然材料的開發(fā)和利用 再循環(huán)制備和使用的材料再循環(huán)制備和使用的材料 環(huán)境兼容性涂層材料環(huán)境兼容性涂層材料 汽車尾氣凈化用催化劑材料汽車尾氣凈化用催化劑材料 木材是地球上數(shù)量最多的植物材料木材是地球上數(shù)量最多的植物材料, ,日本用木材建造的日本用木材建造的大型體育場館和娛樂設施。從生態(tài)觀點看，木材加工能耗低，大型體育場館和娛
15、樂設施。從生態(tài)觀點看，木材加工能耗低，可再生循環(huán)利用，易于處理。在日本，許多儲存了幾十年甚可再生循環(huán)利用，易于處理。在日本，許多儲存了幾十年甚至上百年的舊木酒桶，以往都被人丟棄或當柴燒，一家具公至上百年的舊木酒桶，以往都被人丟棄或當柴燒，一家具公司偶然發(fā)現(xiàn)并加以利用，使這廢棄的木酒桶成了家具的上好司偶然發(fā)現(xiàn)并加以利用，使這廢棄的木酒桶成了家具的上好木材。具體作法是：先將木酒桶拆開，將彎曲的木板條進行木材。具體作法是：先將木酒桶拆開，將彎曲的木板條進行熱壓處理，然后再將壓直了的木板條拼成板材，進行拋光，熱壓處理，然后再將壓直了的木板條拼成板材，進行拋光，上漆等工藝處理，成了桌、茶幾、長椅等家具的
16、面板。利用上漆等工藝處理，成了桌、茶幾、長椅等家具的面板。利用舊木酒桶做的家具，不僅降低成本舊木酒桶做的家具，不僅降低成本35%35%以上，而且因木酒桶以上，而且因木酒桶長時間被酒精滲透、浸泡，制造出來的家具竟然從未發(fā)生蛀長時間被酒精滲透、浸泡，制造出來的家具竟然從未發(fā)生蛀蟲現(xiàn)象！蟲現(xiàn)象！ 柚木自行車：由柚木自行車：由爪洼種植園中的爪洼種植園中的柚木制成柚木制成 Tripp Trapp 成長椅，木制，它有效地增大了使用對象的范圍，通過部件間的組合和調節(jié)，使其適用于從嬰兒到成年人各個階段，成為一件可以終生使用的產品。 1985年由意大利設計師安德烈亞布蘭茨設計的椅子 可回收材料可回收材料：許多材
17、料如塑料、鋁等均可回收使用。：許多材料如塑料、鋁等均可回收使用。因為這些材料回收后的性能基本不變，或下降很少。使因為這些材料回收后的性能基本不變，或下降很少。使用可回收材料不但可減少資源的消耗，而且可以減少原用可回收材料不但可減少資源的消耗，而且可以減少原材料在提煉加工過程中對環(huán)境的污染。如計算機的顯示材料在提煉加工過程中對環(huán)境的污染。如計算機的顯示器外殼、鍵盤等都可使用可回收塑料來制作。如果可回器外殼、鍵盤等都可使用可回收塑料來制作。如果可回收塑料的性能不能滿足零件的要求，可考慮在可回收塑收塑料的性能不能滿足零件的要求，可考慮在可回收塑料中加入一定比例的新塑料粒子，以改善其性能。如美料中加入
18、一定比例的新塑料粒子，以改善其性能。如美國設計是利用再生材料制成的雙層波紋紙板代替木板制國設計是利用再生材料制成的雙層波紋紙板代替木板制作包裝用的托架，與木材相比，同強度的托架其重量減作包裝用的托架，與木材相比，同強度的托架其重量減少四分之三，更重要的是其本身還能被再次處理循環(huán)利少四分之三，更重要的是其本身還能被再次處理循環(huán)利用。用?？苫厥盏陌b紙產品易拉罐燈座和再生材料制成的燈罩伯納德活爾納森eco-friendly footwear一次性鞋（銅獎、印度）由被回收的新聞用紙的紙漿做成。 它是完全地生物可分解的， Soulmates 是一個低廉和環(huán)境友好的選擇，使用在醫(yī)院, 旅館, 軟件產業(yè),
19、 宗教地方, 凝思中心, 按摩廳或在飛行路線較長的航空器中。 可回收的無毒無味的塑料盒可回收的塑料包裝，無毒、無味、無菌。再生紙制成的包裝盒用再生紙包裝的彩色鉛筆用再生紙包裝的彩色鉛筆型環(huán)保型真空吸塵器，外殼使用的是再生塑料再生塑料制成的電話機殼，廢棄后，可再回收“青蛙公司”設計的型無線電太陽能鐘，運用回收的再生材料設計的由廢舊零件設計的產品Patagonia 軟毛衣服，是由塑料瓶子壓成玻片，打成捆，紡成纖維,然后織成的。 綠色設計要求選擇可降解材料可降解材料。國外已開始采用廢棄后在光合作用或生化作用下能自然分解的塑料制作包裝材料。在我國，福州塑料科學技術研究所與福建省測試技術研究所已率先成功
20、研究出由可控光塑料復合添加劑生產一種新型塑料薄膜的技術。這種塑料薄膜在使用后的一定時間內即可降解成碎片，溶解在土壤中被微生物吃掉，從而起到凈化環(huán)境的作用。這種新薄膜可用于垃圾袋、包裝袋、農用膜等。使用可降解紙制作的產品 綠色汽車泛指節(jié)約能源、對環(huán)境污染極小或是零污染的汽車。目前主要包括：電動汽車、太陽能汽車、風動空氣汽車、天然氣汽車、液化氣汽車、酒精汽車等。目前電動汽車是最接近市場化的綠色汽車。美國通用汽車公司的EV1是最早的電動汽車,也是世界上節(jié)能效果最好的汽車之一。它采用全鋁合金結構,流線造型，一次充電可行駛112144km。氫燃料汽車氫燃料汽車經由燃料電池裝置，可以將氫氣轉為水蒸氣，從而
21、產生動力。測試表明，氫動力汽車的排放污染為0。 德國寶馬公司的氫能源汽車德國寶馬公司的氫能源汽車 盡管綠色設計并不注重美學表現(xiàn)或狹義的設計語言，但綠色設盡管綠色設計并不注重美學表現(xiàn)或狹義的設計語言，但綠色設計強調盡量減少無謂的材料消耗計強調盡量減少無謂的材料消耗,重視再生材料使用的原則在產品的重視再生材料使用的原則在產品的外觀上也有所體現(xiàn)。在綠色設計中，外觀上也有所體現(xiàn)。在綠色設計中，“小就是美小就是美”、“少就是多少就是多”具具有了新的含義。從有了新的含義。從20世紀世紀80年代開始，一種追求極端簡單的設計流年代開始，一種追求極端簡單的設計流派興一起派興一起,將產品的造型化簡到極致，這就是所
22、謂的將產品的造型化簡到極致，這就是所謂的“減約主減約主義義”(Minimalism)。 法國著名設計師菲利普法國著名設計師菲利普斯塔克（斯塔克（Philip Starck,1949- ）是減約）是減約主義的代表人物。菲利普是一位全才，設計領域涉及建筑設計、室內主義的代表人物。菲利普是一位全才，設計領域涉及建筑設計、室內設計、電器產品設計、家具設計等等。他的家具設計異常簡潔設計、電器產品設計、家具設計等等。他的家具設計異常簡潔,基本基本上將造型簡化到了最單純但又十分典雅的形態(tài)上將造型簡化到了最單純但又十分典雅的形態(tài),從視覺上和材料的使從視覺上和材料的使用上都體現(xiàn)了用上都體現(xiàn)了“少就是多少就是多”
23、的原則。的原則。1994年,斯塔克為沙巴法國公司設計的一臺電視機,采用了一種用可回收的材料-高密度纖維模壓成型的機殼,同時也為家用電器創(chuàng)造了一種“綠色”的新視覺。斯塔克設計的路易20椅及圓桌 斯塔克設計的床頭收音機等 躺椅自行車主要的支撐是中間的大梁，一般廢棄車子主要的構架還是可以再利用的，平行放置，中間連接支撐，簡潔的躺椅就誕生了。廢棄自行車家具系列產品廢棄自行車家具系列產品座椅首先用車筐和車把用螺絲連接，做了一對賦有趣味的小椅子，可以供孩童玩耍。其次用停車柱和木板連接做了一對類似于小馬扎的凳子，停車柱本身的曲線就極賦美感，給產品增色不少。燈具系列利用廢棄的擋泥板和貨物架做了三款燈具，利用擋
24、泥板作為燈罩，既有使光線間接照射的功能，而且和貨物架經過巧妙結合，給人一種昂頭前進的鳥的形象，具有趣味性；還巧妙利用貨物架的夾子夾寫字板上去，可以用來記事，既方便又實用。燭臺系列廢棄的車鈴鐺和車軸承也可以再利用，做成燭臺，增加了家的浪漫和溫馨的氣息。鐘表系列利用自行車上大大小小的飛輪、軸承還有鏈條，制作了5款有機械美感的鐘表，制作簡單，可以利用齒輪自身的美感發(fā)揮想象設計出不同的造型，有的可以掛在墻上，有的可以擺在臺面上。每個人都可以發(fā)揮自己的想象力創(chuàng)造出具有個性的東西，迎合了時下DIY的潮流。廢棄的車鎖丟掉可惜，利用它不對稱的造型正好做一個小鬧鐘。水果托架利用自行車車輪鐵制擋板做成的水果托架，
25、美觀實用。使用的材料是Cellupress，一種樹木纖維材料用來代替塑料。 鑄鐵浴缸做成的沙發(fā) 在野外或沒有電能的地方用干凈的能源來制作食物，可折疊，便攜，環(huán)保。太陽能折疊式便攜炊具 iSAVE 清晰的數(shù)字顯示不是你節(jié)約了多少水，而是告訴你使用了多少水 Ecopod | 家用回收器 是針對于家庭使用的一個回收設備，特別是對于塑料瓶，鋁易拉罐這些家庭最常用的可回收物品。如何回收呢，把這些瓶罐放入頂上的專用槽中，踩下那個腳踏，伴隨一陣舒適的（satisfying）擠壓聲音，被壓制平整的塑料瓶易拉罐就落到下面的儲存艙中每一個儲存艙可以容納50個瓶罐。而上面的儲存艙是針對與玻璃瓶和報紙等其他可回收材料
26、。竹纖維揚聲器 竹子由于其快速成長性，廣泛用于設計設計的替代材料。這是日本Doshisha和Panasonic合作的項目，用竹纖維來作HiFi揚聲器的震動板，它同樣可以保證提供高質量的音效，當然最明顯的還是制造成本的變化。 來自泰國的傳統(tǒng)竹筒水杯 用輪胎內胎制成的手提包，來自Passchal，多種顏色材料的皮革包邊，當你打開包時，又一盞燈自動照亮，便于你尋找東西。 re-design | 再設計 一個清潔、小巧、有個性的、具有親和力的東西。使用不透明的ABS或者透明的聚丙烯材料?？刹鹦兜耐庋啬軐⒈∧だo緊卡住。三個部件可以拆開保存運輸，消費者買回家之后，只要簡單得組裝起來就可以。產品名稱：產品名稱：“Criket”塑料瓶子壓扁器塑料瓶子壓扁器Constance Guisset是一名法國設計師，她最近設計的一個垃圾桶非常的有意思，和當今的環(huán)保結合，幫助用戶把垃圾分類和回收，可以說也是在為環(huán)保貢獻她自己的一份力量。該產品中，總共分為3層，最上層為不可回收的垃圾，中間為可回收的垃圾，最下層可以放空瓶，非常的方便及人性化。覺得這個創(chuàng)意真的很棒。利用花盆上的植物進行光合作用，把能源轉化成為電能并提供給時鐘使用。綠色、環(huán)保優(yōu)質產品。溫馨提示：本PPT課件下載后，即可編輯修改，也可直接使用。（希望本課件對您有所幫助）
《仿生設計與綠色設計》
