仿生设计
仿生设计
功能仿生
主要研究生物体和自然界物质存 在的功能原理，并用这些原理去 改进现有的或建造新的技术系统， 以促进产品的更新换代或新产品 的开发。
防毒面具
尼龙搭扣
人工冷光
超声波仪器
风暴预测仪
水母这种动物有预测风暴的本能，每当风暴来临前，它就游向 大海避难去了。 主要是根据由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次)。仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能， 设计了水母耳风暴预测仪，相当精确地模拟了水母感受次声波 的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上，当接受到风暴的 次声波时，可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向， 就是风暴前进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度。 这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安 全都有重要意义 。
关键词总结：
• • • • • • • 高大、挺拔 分枝众多、繁茂 碧绿、生机勃勃 光合作用 静止 粗糙感、坚硬 坚韧、长寿、依赖感
仿生对象的选取视角：
• 整体选取还是局部选取 • 具象选取还是抽象选取
仿生案例
树形通讯塔
树形置物架
树形多士炉
抽象形态的提取
方案
鲨鱼皮肤表面denticles鳞片结构
树（主要以落叶乔木）的特征分析： • 树身高大的树木，由根部发生独立的主干，树干 和树冠有明显区分。 • 落叶乔木树叶存在期短，一年内叶子便会全数脱 落，全部老叶脱落后便进入休眠时期。 • 一般绝大多数的落叶树都处于温带气候条件下， 夏天繁茂、冬天落叶，少数树种可以带着枯叶而 越冬。 • 有一个直立主干，且高达通常在6米至数十米
仿生设计
XXX XX
何为仿生设计
• 仿生设计是在仿生学的基础上发展起来的， 它以仿生学为基础，通过研究自然界生物系 统的优异形态、功能、结构等特征，并有选 择性的在设计过程中应用这些原理和特征进 行设计。
仿生设计知识点
仿生设计知识点仿生设计是一种借鉴生物形态、结构、功能和机理，应用于工程和设计领域的创新方法。
通过观察生物界的优秀设计，人们可以从中获取灵感，并将其运用到建筑、产品设计、机器人技术等领域。
本文将介绍一些与仿生设计相关的知识点。
一、生物形态与结构1.1 动物和植物的形态特征：了解不同生物的形态特征，包括尺寸、形状、表面纹理等方面的差异。
例如，了解在不同环境中生长的植物的形态适应性。
1.2 动物骨骼结构：探索不同动物的骨骼结构，包括鱼类的骨骼、鸟类的骨骼和哺乳动物的骨骼。
了解它们的结构特点以及与功能之间的关系。
1.3 生物的表面纹理：研究生物表面纹理对生物体特殊功能的影响，例如莲花叶片的自洁性能和鲨鱼皮肤的减阻特性。
二、生物功能和机理2.1 生物能源获取：研究不同生物的能源获取途径，如光合作用、化学能转换等。
探索如何将这些机制应用于可持续能源领域。
2.2 运动与机动能力：了解动物的运动机制，如飞行、游泳和奔跑。
研究它们的解剖结构和运动方式，为航空航天和机器人技术提供灵感。
2.3 生物感知能力：探究生物的感知机制，如鸟类的视力、蝙蝠的听觉以及昆虫的嗅觉。
了解它们在特定环境中如何感知并做出相应的行动。
三、仿生设计应用领域3.1 建筑设计：借鉴生物的形态和结构，设计出更加高效、环保、舒适的建筑物。
例如，通过模仿树木的支撑结构，设计出更加稳定的建筑框架。
3.2 产品设计：运用仿生设计原理，开发出能够更好地满足用户需求的产品。
例如，通过借鉴鸟类的翅膀结构，设计出更加轻巧且高效的飞行器。
3.3 交通工具设计：借鉴动物的运动机制，设计出更加节能、安全的交通工具。
例如，通过学习鱼类的游动方式，改进船舶的推进方式。
3.4 医学与健康领域：借鉴生物的生理结构和功能，开发出更加可靠、智能的医疗设备和健康产品。
例如，仿照昆虫的吸血方式，设计出无痛的血液采样器。
四、未来发展趋势仿生设计领域正不断发展壮大，未来可能涵盖更多的学科和领域。
仿生设计知识点总结
仿生设计知识点总结引言仿生设计是一种源自生物学的设计方法，通过模仿自然界生物体的结构与功能，来解决人类自身工程技术领域中的问题。
仿生设计已经成为一项重要的交叉学科，融合了生物学、工程学、材料科学等多个学科的知识和技术，为我们带来了许多创新的设计理念与方法。
本文将对仿生设计的基本概念、发展历程、应用领域、关键技术等方面进行深入分析和总结，以期为读者提供系统全面的了解和认识。
一、仿生设计的基本概念1. 什么是仿生设计？仿生设计，顾名思义，是指从生物学中得到灵感的设计过程。
它是一种以生物体结构和功能为模板的设计方法，旨在通过模仿自然界中已经经过漫长演化而得到的有效解决方案，来解决人类在工程技术领域中遇到的问题。
仿生设计的本质是对自然的理解与模仿，以达到更高效率和更好效果的设计目的。
2. 仿生设计的特点是什么？（1）以生物体为蓝本：仿生设计的基本思想是通过生物体的结构、功能和适应性作为设计的灵感来源。
从而在解决问题时，能够更加贴近自然和有效率。
（2）跨学科综合：仿生设计是一种跨学科综合性的设计方法，融合了生物学、工程学、材料科学等多个学科的知识和技术，能够为解决复杂问题提供更加全面的视角和更加有效的方法。
（3）充分利用自然有效性：生物体经过漫长的演化过程，其结构与功能已经被自然界验证为相对有效的解决方案。
因此，仿生设计能够利用自然界已经验证有效的设计方案，减少设计过程中的试错。
二、仿生设计的发展历程1. 仿生设计的起源仿生设计的概念最早可以追溯到古希腊时期，古希腊哲学家亚里士多德对大自然的研究成果，以及古希腊建筑师和艺术家们对自然界的模仿、借鉴与创新。
此外，古代中国、古印度和古埃及等文明也都有着对自然的深刻观察与模仿，从而为后世的仿生设计提供了最早的参照点。
2. 仿生设计的发展历程（1）18世纪至19世纪：工业革命后，人类对自然界的模仿、借鉴和创新成为了一种重要的研究方向。
此时期出现了一大批对自然现象和生物体进行模仿的发明创造，如热能机的发明、模仿自然飞行器的造型等。
仿生设计的理念和发展趋势
仿生设计的理念和发展趋势
仿生设计是以自然界生物形态、结构、功能和行为为参照对象，将生物学原理应用于设计过程中的一种设计方法和理念。
1. 理念：
- 亲和性设计：仿生设计强调与自然界的和谐共生，通过模仿自然形式和特征，实现与环境和人类的亲和性。
- 优化设计：仿生设计通过学习和模仿自然界的演化和优化过程，追求最佳的结构和功能组合，提升设计的效率和性能。
- 可持续发展：仿生设计倡导以自然为师，将生物学原理运用于设计中，实现可持续发展，减少对环境的负面影响。
2. 发展趋势：
- 生物材料应用：生物界的材料具有许多特殊性质，如轻量、柔韧、耐用等，未来仿生设计可能更多地应用生物材料，打破传统设计的限制，创造更智能、高效的产品和建筑。
- 仿生机器人：仿生机器人将模仿生物的形态和行为，用于各种领域，如医疗、灾害救援、工业等。
未来的发展趋势是更加精密、智能、高效的仿生机器人。
- 生物能源利用：仿生设计可以从生物体的能量转化和利用中汲取灵感，开发新型的生物能源技术，实现可持续、清洁能源的利用。
- 生态城市规划：仿生设计可以通过模仿生态系统的自组织、适应性和循环利用原理，实现城市的生态化建设，打造可持续发展的生态城市。
总之，仿生设计的理念在未来将更加广泛应用于各个领域，通过与自然界的亲和性和优化设计，实现更高效、智能、可持续的设计解决方案。
仿生设计原理及应用
仿生设计原理及应用仿生设计是一种借鉴生物形态、结构、功能和行为的设计方法。
它通过研究生物界的优秀特质，将其应用到设计中，以解决复杂的问题和挑战。
仿生设计的原理和应用涉及多个领域，包括建筑、工程、航空航天、交通、医疗、材料等。
下面我将详细介绍仿生设计的原理及其在不同领域的应用。
1. 原理：(1) 结构优化：仿生设计通过研究生物的结构特点，优化设计的结构以提高材料使用效率、减轻重量、增强强度等。
(2) 功能仿效：生物在进化过程中形成了各种独特的功能，如蚁群行为、蝴蝶的色彩模式等。
仿生设计通过仿效这些功能，使设计具备更好的性能和功能。
(3) 形态模拟：仿生设计通过模拟生物的形态，如植物的表面纹理、鱼鳞的结构等，实现设计的特定功能，如减少阻力、提高光学效果等。
(4) 自适应优化：仿生设计中的自适应优化包括自适应材料、自适应结构，模仿生物对环境的自然适应能力，使设计更加灵活、适应性更强。
2. 应用：(1) 建筑：仿生设计在建筑领域可以提供新的设计思路和解决方案。
例如，借鉴鸟巢结构的鸟巢体育场能够达到较大跨度和更轻的结构体重；模拟植物的表面纹理可减少建筑物的阻力，提高能源效率等。
(2) 工程：仿生设计在工程领域可以提供更高效、更稳定的结构设计。
例如，模拟蛛网结构的桥梁能够分担荷载，增强结构的稳定性；借鉴企鹅的结构可以提高船舶在海上的稳定性。
(3) 航空航天：仿生设计在航空航天领域可以实现飞行器性能的大幅提升。
例如，学习鱼类的运动原理，设计出更高效的水下机器人；模拟鸟类的羽翼结构，设计出更轻、更适应高空环境的飞机翼。
(4) 交通：仿生设计在交通领域可以提高交通工具的能源利用率和运行效率。
例如，模仿鱼类的游动方式设计出更节能的水下船只；模拟蜜蜂的飞行方式，设计出更稳定、更高速的飞行器。
(5) 医疗：仿生设计在医疗领域可以改善医疗器械和设备的性能和功能。
例如，借鉴蝙蝠的声纳系统设计出更精准的医疗影像设备；模仿蜘蛛丝的结构制造出更具高强度和韧性的医用材料。
仿生设计
根据对生物体的分析，做出定量的数学依据，用各种技术手段（包括材料、工艺等）制造出可以在产品上进 行实验的技术模型。牢牢掌握量的尺度，从具象的形态和结构中，抽象出功能原理。目的是研究和发展技术模型 本身。
建立好模型后，开始对它们进行各种可行性的分析与研究： ①功能性分析 找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识。从功能出发，对照生物原型进行 定性的分析。 ②外部形态分析 对生物体的外部形态分析，可以是抽象的，也可以是具象的。在此过程中重点考虑的是人机工学、寓意、材 料与加工工艺等方面的问题。 ③色彩分析 进行色彩的分析同时，亦要对生物的生活环境进行分析，要研究为什么是这种色彩？在这一环境下这种色彩 有什么功能？ ④内部结构分析 研究生物的结构形态，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，通过分析，找出其在设计中值得 借
1、形态仿生设计学研究的是生物体（包括动物、植物、微生物、人类）和自然界物质存在（如日、月、风、 云、山、川、雷、电等）的外部形态及其象征寓意，以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。
2、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技 术系统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。
人类最初使用的工具——木棒和石斧，无疑是使用的天然木棒和天然石块；骨针的使用，无疑是鱼刺的模 仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的，只能说是对自然中存在的物质及 某种构成方式的直接模拟，是人类初级创造阶段，也可以说是仿生设计的起源和雏形，它们虽然是比较粗糙的、 表面的，但却是我们今天得以发展的基础。
从国内外仿生设计学的发展情况来看，形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点。
仿生设计名词解释
仿生设计名词解释
仿生设计是一种以自然界的生物演化过程为借鉴，以技术和工程为实现的设计思想和技术。
它将复杂的自然物体与物理、化学等物理原理、机械原理以及生物工程等的科学技术结合起来，制造出能够承担和完成实际任务的机器人和装置。
微型仿生技术：此技术广泛应用于生物机器人、微型发动机、微型系统以及微型装置等领域。
它可以仿照生物体的特征，把它们的结构和功能缩小到微型尺度，从而实现固件、设备、器件的功能缩小及集成度提高。
自主仿生技术：顾名思义，这是一种由计算机自主学习控制系统的技术，可以让机器可以根据外界环境及内部状态，自动调整自己的行为，从而实现有效的自主控制。
仿生智能技术：这是一门应用于机器人技术中的仿生学，它是模仿生物的灵活动作、复杂动作以及智能行为等，并将其应用于机器人技术中。
它能够借助生物的体系来实现更强大的计算能力和解决复杂环境下的多变任务。
仿生学设计
仿生学设计在探索自然界的奥秘中，人类不断从生物身上汲取灵感，以创造出更加高效、环保和智能的技术与产品。
这一领域被称为“仿生学”，它通过模仿生物体的结构、功能、原理和行为，为现代设计提供了无限的可能性。
本文将介绍仿生学设计的基本原理及其在不同领域的应用实例。
仿生学的基本原理仿生学基于一个核心理念：自然界中的生物经过亿万年的进化，已经形成了适应其生存环境的最佳解决方案。
这些解决方案往往具有高效能、低成本和可持续性的特点。
因此，通过研究这些生物的特性并将其应用于人类的设计中，可以极大地提高技术的性能和环境适应性。
仿生学在建筑设计中的应用结构设计- 蜂窝结构：蜂窝的六边形结构以其优异的力学性能和材料利用率被广泛应用于建筑领域，如蜂窝梁、蜂窝板等，它们既能承受较大的载荷，又能减轻结构重量。
- 鸟巢结构：北京国家体育场（鸟巢）的设计灵感来源于鸟类筑巢的方式，采用交错的钢结构模拟树枝的形态，既美观又稳固。
节能设计- 温室效应：模仿植物叶片的蒸腾作用，设计出能够自动调节室内温度和湿度的建筑表皮系统。
- 光合作用：利用类似植物光合作用的原理，开发能够转化太阳能为电能的建筑材料。
仿生学在机器人技术中的应用运动机制- 蛇形机器人：模仿蛇的运动方式，设计出能在复杂地形中灵活移动的机器人。
- 壁虎爬墙机器人：借鉴壁虎足部微观结构的粘附原理，制造出能在垂直墙面上自由移动的机器人。
感知能力- 昆虫复眼相机：模拟昆虫复眼的结构，开发出视野宽广且对运动物体反应灵敏的相机系统。
- 蝙蝠声纳定位：借鉴蝙蝠使用声纳进行空间定位的能力，提升自动驾驶汽车和无人机的环境感知精度。
仿生学在材料科学中的应用自愈合材料- 仿生皮肤：模仿人体皮肤的自我修复机制，研发出能在受损后自我修复的高分子材料。
超疏水材料- 莲花效应：借鉴莲花叶表面的超疏水性质，开发出防水防污的涂层材料。
结语仿生学设计不仅是科技创新的产物，更是人类智慧与自然和谐共生的体现。
通过对生物特性的深入研究和应用，我们能够创造出更加高效、环保和智能的技术与产品，推动人类社会向着可持续发展的方向前进。
仿生设计
二、仿生设计学的研究内容
• 1、形态仿生设计学研究的是生物体（包括动物、植物、 微生物、人类）和自然界物质存在（如日、月、风、云、 山、川、雷、电等）的外部形态及其象征寓意，以及如何 通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。
• 2、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的 功能原理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系 统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。
LOGO
根据图片中动植物设计产品
• 3、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别 、对视觉信号的分析与处理，以及相应的视觉流程；他广 泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。
• 4、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的 内部结构原理在设计中的应用问题，适用与产品设计和建 筑设计。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉 、骨骼的结构。
仿生设计学为设计服务，为消费者服务，同时优秀的
仿生设计作品亦可刺激消费、引导消费、创造消费。
• 3、 无限可塑性
•
以仿生设ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学为理论依据的仿生设计作品都可以在自
然界中找到设计的原型，该作品在设计、投产、销售过程
中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展 。仿生学的研究对象是无限的，仿生设计学的研究对象亦 是无限的
仿生学的研究成果有清晰的认识。它是产生于几个学科交
叉点上的一种新型交叉学科。
LOGO
LOGO
LOGO
LOGO
四、仿生学历史
• 1.翱翔的苍鹰
• 两千多年前，我国人民就发明了风筝，并且应用于军事联 络
• 春秋战国时代，鲁国匠人鲁班，本名公输般，首先开始研 制能飞的木鸟；并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得 到启示而发明了锯子。
仿生设计
仿形态设计
功能
对称、均衡
结构
仿生物表面肌理与质感设计
仿生物色彩与美感设计
意象
• 形态的仿生，可分为
具象形态和抽象形态仿生
直接仿生和间接仿生
仿形和仿态
• 具象形态的仿生 具象形态是外界之形映 入眼睛，刺激神经后感觉到 存在的形态。 它比较逼真的再现事物 的形态，由于具象形态具有 良好的情趣性、可爱型、有 机性、亲和性、自然性，人 们普遍乐于接受，在玩具、 工艺品、日用品应用较多。 但由于其形态的复杂性，很 多工业产品不宜采用具象形 态。
目录
• 什么是仿生设计？
• 仿生的类型 • 仿生设计是怎样在产品中体现系统的研究， 模拟生物的机能、结构、形态等，开 发出新技术、新构造，创造新事物的 思维方法。
仿生的类型
• 从对生物特征的认知及产品构成要素的相 关性上来看，可以将仿生设计分为： 仿形态设计 仿生物结构、功能设计 对称、均衡 仿生物表面肌理与质感设计 仿生物色彩与美感设计 仿生物意象等。
• 抽象形态的仿生 抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质 特征。由于是生物形态的抽象的概括，这种形态 具有高度的简化性和概括性，设计者从知觉和心 理角度有意无意地都把形态的本质通过抽象变化， 用点、线、面的运动组合来表现。
• 直接仿生
对植物形态的直接仿生，可以选择对生物局部 特征或整体特征进行仿生。 从产品角度来看，可以针对产品的某一个局部 进行仿生设计，也可以产品整体进行仿生设计。
• 间接仿生
对生物形态的间接仿生， 产品最终形态上具有生态 形态特征，但不是具体的 某种生物概念的特征，而 是具有植物、动物或其它 生物的生命感、生长感等 自然特征。仿生设计的产 品与生物在生命意义上达 到形式与内容的和谐统一。 是一种意象的仿生。
仿生设计的基本概念 -回复
仿生设计的基本概念-回复什么是仿生设计？仿生设计是一种从自然界的生物体中汲取灵感，将其智慧和机能转化为人造产品或系统的设计方法。
"仿生"一词源自希腊语的"bios"，意为生命。
将"生命"与"设计"结合，仿生设计致力于创造出具备生物体智能和适应性的人造产品，以提高人类生活的质量。
在仿生设计的过程中，人类通过观察和学习生物体的结构、功能和行为，从中提取创意和知识，并将其应用到设计中。
仿生设计的基本原理是模仿和借鉴自然界中生物体的多样性与卓越性能。
生物体在亿万年的进化过程中，逐渐塑造出最适应其生存环境的特性和功能。
仿生设计借助现代科学和技术手段，从生物体的外形、结构、运动方式、感知机制等多个方面寻找启发，并将其转化为技术创新和工程设计的重要资源。
仿生设计所涵盖的范围广泛而多样化。
从建筑、交通工具、医疗器械到电子产品、纺织品等各个领域都可以应用仿生设计的原理和方法。
下面将逐一介绍仿生设计的主要概念和应用。
1. 结构仿生：通过观察和学习生物体的结构形态，将其转化为建筑、桥梁、车辆等工程结构设计的灵感。
例如，中国古代建筑借用蜘蛛网的结构设计出拱壳结构，使得大跨度的建筑能够稳固而坚固。
2. 功能仿生：通过研究生物体的物理和生理功能，将其转化为机械、电子、化学等产品和系统的功能设计。
例如，学习鸟类的飞翔机制，设计出仿生飞机，提升空气动力学性能。
3. 运动仿生：通过观察和模仿生物体的运动方式和动作，将其应用于机器人、运动器械等领域。
例如，研究人类的步态和肌肉结构，设计出仿人机器人，可以在医疗、救援等领域发挥重要作用。
4. 感知仿生：通过学习生物体的感知机制，设计出具有更加精确、灵敏的传感器和检测器。
例如，以蝙蝠的超声波感知为启发，设计出超声波传感器，用于测距和图像形成等领域。
5. 材料仿生：通过学习生物体的材料特性和结构，设计和制造出具备特定性能的新型材料。
仿生学设计
仿生学设计引言在自然界中，生物经过亿万年的进化，形成了适应各自生存环境的独特结构与功能。
人类通过观察、研究和模仿这些自然现象和生物特征，开发出了一门跨学科的科学技术——仿生学（Bionics）。
仿生学设计正是运用这一原理，将自然界中的形态、结构、功能和智能等特性引入到现代设计之中，以期达到提高产品性能、节约能源和材料、保护环境的目的。
仿生学设计的原理仿生学设计的核心是“从自然中学习”，它包括以下几个步骤：首先是观察自然界中的生物或现象；其次是分析其工作原理；然后是提取关键特征；最后将这些特征应用到产品设计中。
这种设计方法不仅能够解决一些传统设计难以克服的问题，而且往往能够带来意想不到的创新。
应用领域建筑领域在建筑设计中，仿生学的应用极为广泛。
例如，通过模拟蜂窝的结构，可以设计出轻质而坚固的建筑支撑结构；参考蜘蛛网的几何形状，可以创造出既美观又高效的张力结构。
工业设计在工业产品设计中，仿生学同样发挥了巨大作用。
如汽车轮胎的设计灵感来自于鲨鱼皮肤的微观结构，这种结构可以减少水流阻力，同理，它也可以减少空气对车辆的阻力，提升燃油效率。
服装设计在服装设计中，仿生学也被用来开发新型面料和功能性服装。
例如，模仿北极熊的皮毛结构来制造保温效果更好的冬季服装。
机器人技术仿生学在机器人技术中的应用也非常广泛，比如模仿鱼类的尾鳍运动来设计水下机器人的推进系统，以及模仿昆虫的行走方式来设计六足机器人等。
结论仿生学设计作为一种创新的设计方法，它强调向自然学习，借鉴自然界的智慧来解决人类社会面临的各种问题。
随着科技的发展和人类对自然的深入认识，仿生学设计将会在更多领域展现出其独特的价值和潜力。
未来，我们有理由相信，通过仿生学设计的不断创新和应用，人类的生活将变得更加美好，与自然环境的关系也将更加和谐。
《仿生设计》课件
仿生设计的起源与发展
起源
仿生设计最早可以追溯到古代，人们就开始模仿自然界的生物来制作工具和器 皿。
发展
随着科技的不断进步，人们对自然界的认识越来越深入，仿生设计的应用范围 也越来越广泛，涉及建筑、工业设计、产品设计、交通工具等多个领域。
仿生设计的应用领域
建筑
模仿自然界生物的形态和结构，创造出具有独特 美感和功能的建筑。例如，模仿蜂巢的六边形结 构建造的蜂巢式建筑，具有很高的强度和稳定性 。
人性化
仿生设计将更加注重人性化，更好 地满足人类需求，提高生活质量和 幸福感。
仿生设计面临的挑战
技难度
仿生设计需要高精度的制造技术和复杂的控制系 统，实现难度较大。
成本问题
仿生设计需要大量的研发和制造成本，价格较高 ，难以普及。
法律法规
仿生设计可能涉及到伦理和法律法规问题，需要 制定相应的规范和标准。
模仿生物的形态和运动方式，优化交通工具的设 计，提高其性能和舒适性。例如，模仿海豚的流 线型身体设计的汽车，具有很好的空气动力学性 能和节能效果。
02
仿生设计的基本原理
形态仿生
总结词
通过对自然界生物形态的模仿，将生物的外观特征应用到设 计之中。
详细描述
形态仿生是通过观察和研究生物的外观特征，将这些特征应 用到产品设计中，使产品具有类似生物的外观。这种仿生设 计能够赋予产品独特的视觉效果，吸引人们的注意力。
仿生设计的未来发展方向
跨界合作
仿生设计需要不同领域的专业人才进 行合作，共同推动技术进步和应用拓 展。
创新驱动
拓展应用领域
仿生设计的应用领域将不断拓展，不 仅局限于机器人和医疗器械等领域， 还将渗透到建筑、交通、艺术等领域 。
仿生设计
Bionic design
设计案例：
DESGIN CASE
克拉尼的茶具设计之所以采用卵形所特有的曲 线作为其合目的性的功能仿生符号，主要是考 虑到卵不仅拥有独特的光滑外表和适应性，而 且其受热最均匀，可以以最快的速度，均匀的 将热量传给其他形态各部分。
Bionic design
设计案例：
DESGIN CASE 来自日本的陶瓷艺术家Makiko Nakamura制作了一款杯子，采用中 空双层设计，陶瓷材质，外层布满 小洞，仿佛土拨鼠钻出的一个个透 气孔。外层密布的小洞不仅可以及 时散热，并且增强了摩擦，握感很 好，当滚烫的咖啡或茶倒入杯子的 时候，人们也不用担心烫伤手了。
Bionic design
设计案例：
DESGIN CASE
餐桌上长出几株白瓷仙人掌。把最高的 那株拆开，是四个形态各异的杯子和一 个甜品盘。矮的这株是一把茶壶、两个 杯子和一个蜡烛加热座。
Bionic design
设计案例：
DESGIN CASE 公共空间的椅子设计，灵感源于蘑 菇。仿生形态的造型随意，与人的 感觉很亲近。适合沙龙，聚会等。
Bionic design
设计案例：
DESGIN CASE 日本设计师Yukio Takano设计的仿生蘑 菇创意小夜灯，用LED灯模拟的小蘑菇 如雨后春笋般从木质底座中伸展出来， 让人觉得犹如沐浴在雨后的大森林。
Bionic design
设计案例：
DESGIN CASE 日本女设计师Nao Tamura设计— —仿生餐具“Seasons四季” 。 像叶子一样的盘子，给人一种绿 色、清新、健康的感受。
Bionic design
设计案例：
DESGIN CASE 朗香大教堂是勒·柯布西耶（Le Corbusier)在1950到1955年间， 设计建造的。它的平面就是模拟 的人的耳朵， 象征着上帝可以 倾听信徒的祈祷。
仿生设计
• 仿生设计学是以自然界万事万物的“形”、 仿生设计学是以自然界万事万物的“ 功能” 结构” 色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究 对象， 对象，有选择地在设计过程中应用这些特征原 为设计提供新的思想、新的原理、 理，为设计提供新的思想、新的原理、新的方 法和新的途径。 法和新的途径。 • 师法自然的仿生设计是一种重要的设计方法。 师法自然的仿生设计是一种重要的设计方法。 建构人与机器、 建构人与机器、生态自然与人造自然之间的高 度和谐，是仿生设计的主要目标。 度和谐，是仿生设计的主要目标。
苍耳籽
尼龙搭扣的 产生就是仿生学法 运用的一个很好的例子
蜻蜓的飞行原理与直升飞机
昆虫单复眼与生物显微镜
高级研究用正置生物显微镜： 内置“复眼”照明，使数码成像 更为理想。 一次能拍千百张相同的照片。
THE END
仿生设计的主要内容
• 1、形态的仿生 、 • 2、功能的仿生 、 • 3、结构和材料的仿生 、
飞利浦照相机 采用仙鹤的形 态为创作原形 进行仿生设计
设计案例： 设计案例：源自设计案例： 设计案例：设计案例： 设计案例：
儿童灯具 仿生设计的趣 味性更能展现 温馨亲和，更 容易让人在想 象力的作用下 会心一笑。儿 童灯具的创意 就产生了……
仿生设计的基本概念
仿生设计是一种灵感来源于自然界生物体结构和功能的设计方法。
它结合了生物学、工程学和设计学的原理，旨在从自然界中汲取智慧，将其应用于设计和创新中。
以下是仿生设计的基本概念：
1. 生物学启发：仿生设计的核心思想是从自然界中观察和学习生物体的结构、形态、材料、运动等特点，并将这些特点应用到设计中。
通过深入研究生物系统的功能和适应性，设计师可以获得创新的灵感和解决问题的思路。
2. 功能与形态的融合：仿生设计强调将生物体的功能与形态相结合。
生物体的形态是为了适应其特定的功能而演化出来的，因此，在仿生设计中，设计师需要考虑如何将所需的功能融入到设计中，并使其与整体形态相协调。
3. 材料与结构优化：自然界中的生物体拥有优秀的材料和结构特性，例如鸟类的羽毛、贝壳的结构等。
仿生设计通过研究这些特性，寻找适用的材料和结构优化方法，以实现更轻、更强、更高效的设计。
4. 生态系统思维：仿生设计还强调考虑设计与环境的交互关系。
自然界中的生物体与其周围环境之间存在复杂的相互作用，仿生设计倡
导将生态系统思维纳入设计过程，追求与环境的协调与可持续性。
5. 跨学科合作：仿生设计需要涉及多个领域的知识和专业技能，包括生物学、工程学、设计学等。
因此，跨学科的合作是成功实施仿生设计的关键。
专家和研究者可以共同合作，将不同领域的知识和经验结合起来，推动仿生设计的发展和应用。
总的来说，仿生设计通过观察和学习自然界的生物体，借鉴其结构、功能和适应性，将其应用于设计中，以提供创新的解决方案和可持续的设计。
这种设计方法旨在推动技术的进步并为人类社会带来更好的生活和环境。
仿生设计经典案例
仿生设计经典案例一、仿生设计经典案例1. 莲花塔莲花塔是以莲花为原型设计的建筑物，其外形像一朵盛开的莲花。
莲花塔的设计灵感来源于莲花的优雅和纯洁，通过仿生设计将莲花的美丽转化为建筑的形态，使建筑与自然环境相融合，给人一种和谐、宁静的感觉。
2. 鸟嘴杯鸟嘴杯是由仿生设计师通过研究鸟嘴的形态而设计的一种杯子。
鸟嘴杯的设计借鉴了鸟嘴的形状和结构，使杯子具有较大的容量和优良的倾倒性能，同时也增加了杯子的美观性。
3. 蝴蝶机器人蝴蝶机器人是仿生设计的经典案例之一。
它的设计灵感来自于蝴蝶的翅膀结构和飞行方式，通过模仿蝴蝶的翅膀运动实现飞行功能。
蝴蝶机器人在航空、军事等领域具有广泛的应用前景。
4. 象鼻夹象鼻夹是仿生设计师通过研究象鼻的结构和功能而设计的一种夹子。
象鼻夹的设计借鉴了象鼻的柔软性和抓取能力，使夹子具有较强的抓取力和灵活性，适用于各种夹取操作。
5. 蜘蛛机器人蜘蛛机器人是仿生设计的典型案例之一。
它的设计借鉴了蜘蛛的形态和运动方式，通过模仿蜘蛛的步态和爬行方式实现机器人的移动功能。
蜘蛛机器人在灵活性和适应性方面具有显著优势，可应用于复杂环境的勘探和救援任务。
6. 蝎子机器人蝎子机器人是仿生设计的经典案例之一。
它的设计灵感来源于蝎子的形态和行为特点，通过模仿蝎子的外骨骼结构和爪子捕食方式实现机器人的抓取和攻击功能。
蝎子机器人在军事和消防领域具有广泛的应用前景。
7. 鲨鱼皮游泳服鲨鱼皮游泳服是仿生设计的典型案例之一。
它的设计借鉴了鲨鱼皮肤的特殊结构和流线型形状，使游泳服具有较低的水阻力和良好的流线性，提高游泳速度和舒适度。
8. 蜻蜓飞行器蜻蜓飞行器是仿生设计的经典案例之一。
它的设计灵感来源于蜻蜓的翅膀结构和飞行方式，通过模仿蜻蜓的翅膀运动实现飞行功能。
蜻蜓飞行器在航空、军事等领域具有广泛的应用前景。
9. 花朵电池花朵电池是仿生设计的典型案例之一。
它的设计借鉴了花朵的结构和光合作用原理，通过模仿花朵的形态和光合作用过程实现电能的收集和转化。
仿生设计的概念是什么
仿生设计的概念是什么仿生设计是指以生物形态、结构、功能、行为为灵感和模板，通过模拟自然界的原理和方法，应用于工程、制造、设计和创新等领域的一种设计方法。
仿生设计的出发点是认识、研究和模仿自然界中各种生物的特征和机制，从而将它们应用到工程和科技领域中去。
生物世界中的生物体因为长期的进化和适应自然环境的过程中，形成了各种独特的形态、结构和功能。
这些形态、结构和功能展示出了自然界中千姿百态的美丽和智慧，其中蕴含着各种自然法则和能量效应。
仿生设计旨在通过模仿生物的特征和机制，来解决工程和科技领域中的问题，提高产品的性能和效率。
仿生设计的主要特点是跨学科、综合性和创新性。
它需要借助多个学科领域的知识和理论，包括生物学、物理学、化学、数学、工程学等。
通过对不同领域的知识和理论的整合和创新，仿生设计可以创造出新的、独特的设计方案和产品。
仿生设计的一个重要原则是“似生不必生”。
即在仿生设计中并不是简单地复制生物的形态和结构，而是理解其中的特点和机制，并根据需要进行调整和优化。
仿生设计并不是将自然界的所有原理和机制都应用到人工设计中，而是根据具体问题和需求，在自然界中找到最优解决方案，并将之应用到人工设计中。
在工程领域中，仿生设计的应用可以解决许多问题。
比如在建筑设计中，可以借鉴蜂窝结构的特点，设计出更轻、更坚固的建筑材料。
在交通工具设计中，可以借鉴鱼类和鸟类的流线型身体结构，设计出更低阻力的飞机和汽车。
在机器人设计中，可以借鉴昆虫的行走方式，设计出更具灵活性和适应性的机器人。
除了工程领域，仿生设计还可以应用于许多其他领域，包括医学、农业、环境保护等。
在医学领域中，可以借鉴昆虫的吸盘结构，设计出更安全和有效的手术器械。
在农业领域中，可以借鉴植物的光合作用原理，设计出更高效的光伏发电设备。
在环境保护领域中，可以借鉴动物的自净能力，设计出更高效的水处理设备。
总之，仿生设计是一种以自然界为榜样的设计方法，通过模仿和学习生物的特点和机制，可以创造出更具创新性、高效性和可持续性的设计方案和产品。
仿生设计
光滑的塑料长凳及桌子点缀了这个空间，而同样材 质的球形照明装置就选在头顶。通过各式各样的拱 门接待区与混凝土洞穴迷宫，进入其中，产品都分 门别类地摆放在搁架上，灯具则放置在嵌壁式的凹 槽内。这些房间经过布局构成一个玻璃混凝土制的 拼图，各个独立的体量之间留有肉眼可见的缝合线， 相互拼接交错。拐角处是一间玻璃外墙的会议室， 而别处则散步着一系列的互动式触摸屏幕。 Roca意图将展览馆打造成举办展览、演讲、会 议及其他活动的场所。水的流动是Roca伦敦展览馆 的绝对主导主题，因此室外与室内空间都遵循流水 式的意象而设计。
最终成绩
打中期成绩
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Biomimetic Design
仿生设计
主讲：刘晓荣
创意设计来源于自然界的生物或自然物质。 我们称之为仿生。
1.仿生学与仿生设计
2、 仿生设计的分类
• 1.
形态仿生设计：
2. 功能仿生设计 仿照蝙蝠回声定位，发明雷达。 以及仿生在军事、航空、天文方面的运用和发展
3. 结构仿生设计 ：鲸背效应 潜艇发射对空导弹时怎样减少阻力，迅速升到水面上来？
• 仿生设计灵感来自海洋
花瓣椅，简约的仿生设计，非常吸引人。
英国：Roca伦敦展览馆
• Zaha Hadid Architects完成了西班牙卫浴品牌 Roca在伦敦的一间展览馆。波浪起伏的白色墙壁 环绕着接待室及休息室周围，并贯穿整个Roca伦 敦展览馆的室内空间。这个展览馆位于切尔西港 一座混合用途大楼的底层。
5.课程设计作业
运用抽象的仿生设计手法,进行室外环境 景观设计(选择较大型的室外环境景观元素).
设计过程与要求提示:
景观元素——仿生源——初步设计：抽象形态设计——方案设计定稿
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A
28
❖ 2、形态仿生对象要让人产生正确的认知。
过于具象的门把手设计
刀架设计
A
烟灰缸设计
29
❖ 3、抽象、简化的程度把握
以啄木鸟为仿生对象的产品形态设计
A
30
A
31
仿功能的设计
❖ 运用逆向工程，寻找具有相关功能的仿生对象，对仿生对象 进行研究，利用现有技术和设备对其结构、形态、肌理等建 立功能模型，进行功能模拟，再现功能实现的过程。
它比较逼真的再现事物的形态，由于具象形态具有很好 的情趣性、可爱性、有机性、亲和性、自然性，人们普遍乐 于接受，在玩具、工艺品、日用品应用比较多。但由于其形 态的复杂性，很多工业产品不宜采用具象形态。
A
10
A
11
Pond Lily台灯
A
12
②抽象形态的仿生
抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质特征。由 于是对生物形态的抽象的概括，这种形态具有高度的简化 性和概括性，设计者从知觉和心理角度有意无意地把形态 的本质通过抽象变化，用点、线、面的组合来表现。
A
55
仿生设计的步骤
❖ 仿生对象特征的收集与整理 ❖ 确定仿生对象的选取视角
整体选取还是局部选取 动态定格还是静态定格 ❖ 对仿生对象进行抽象和简化 简化、几何化、变形和夸张
A
56
A
57
花型的逐格抽象训练
A
58
松鼠的几何化逐格抽象训练
A
59
公牛图 毕加索
A
60
二维仿生形态——三维仿生形态的演变方法
A
16
以植物果实为仿生对象的沙发设计
A
17
A
18
❖ 另一种局部仿生是在产品某一局部采用仿生法进行造型设计。 如某个按钮
A
19
A
20
A
21
模仿鲨鱼鳃裂的车身侧面通风口设计
仿形和仿态
❖ 即通过模仿某些生物生长或活动过程中的某—优美且合理瞬 间形态来设计产品，其主要目的是为体现产品的速度感与生 命力。如很多摩托车的造型看上去就像是奔跑中的动物形态
•拉伸法
A
61
拉伸法训练
A
62
A
63
立体形态的设计手法
• 变形 （扭曲、盘绕、倾斜、膨胀等 ） • 分割（立体形态的减法） • 组合或者添加（形体加法）
松果灯具 形态的加法训练 立体形态的变形训练
A
64
A
65
A
66
❖ 对台灯、音箱、闹钟等进行仿生设计。
A
67
A
47
❖ 曲壶形象源于蜗牛的有机生态，通壶以一条涡线贯通，同时
形成线与面的变化。线条处理清晰挺秀，静中有动。流与把
所形成的虚空间与壶的实体对比强烈，巧妙地勾勒壶体的廓
美。
A
48
❖ 神鸟出林
A
49
A
50
A
51
A
52
A
53
A
54
以嫩芽形态为仿生对象的“Dr. Kiss ”牙刷设计 菲利普 斯塔克
❖ 设计者在对生物进行主观的感知时，即使对于相同的对象， 由于观察角度、生活经验、抽象方式、表现手法、抽象的 特征等不同等原因，会产生不同的抽象的形态。
❖ 抽象形态必须经过人的联想和想象，生物原形才能“重新” 浮现于脑海中。
A
13
A
14
A
15
❖ 对生物形态的仿生，可以选择对生物局部特征或整体特征进 行仿生，局部仿生一种是在产品设计中只模仿生物的局部形 态、如选择某植物的花、叶或是个体植株、植株群等的形态 进行模拟。
对称、均衡
比例、韵律
A
5
结构
A
6
肌理
A
7
意象
A
8
仿形态的设计
❖ 是设计师在对自然界生物的外部形态认知的基础上，经过 简化、抽象、夸张等设计手法应用到产品外观的创新设计 中。
❖ 形态的仿生，可分为： 具象形态仿生和抽象形态仿生。
动态仿生（仿态）和静态仿生（仿形）
A
9
①具象形态的仿生
具象形态是外界之形映入眼睛，刺激神经后感觉到存在 的形态。
❖ 静态仿生，任何一种生物，在其整个生命周期中必然有— 个比较稳定与成熟的时期，而通过模仿这个时期所呈现出来 的形态来设计产品的方法就是静态仿生。常见的产品仿生一 般都是静态仿生法。
A
22
其仿生对象
A
23
“苍鹭”台灯
A
24
克拉尼水龙头设计
A
25
A
26
A
27
形态仿生的要点：
1、形态仿生对象的选择要 注意与产品有某种关联性。
手手与与手游耙与标（碗卡耙（尺的捧（功的测能功量）能功）能） 手与钳子（捏的功能）
A
39
பைடு நூலகம் 仿色彩设计
塑料榨汁器设计
Apple iMac电脑
A
煮蛋器设计
40
四季色彩的变化
A
41
A
42
❖ 仿肌理设计
仿水果表面肌理的饮料盒包装
A
43
A
44
仿生物意象
A
45
A
46
❖ 流、盖、鋬(pan)以至壶身，各部份皆显得圆圆饱饱，塑造 出敦厚纯朴、乐天知命的渔翁造型。圆锥状流向出水处收 缩；提把下粗上细的设计，营造出开朗的意味。
A
32
锯条及其仿生对象——露兜
A
33
国家大剧院
A
34
荷叶表面不沾水的原理图示及其在产品中的应用
A
35
以玫瑰刺为以结丝构瓜仿纤生维对为象结的构铁仿刺生围对篱象设的计清洁球设计
对苍耳结构的仿生 尼龙纽扣设计
A
36
蜂窝——蜂窝复合板——奔驰smart汽车
A
37
“汉尼拔”胶带座
A
38
通过形态仿生实现功能仿生
仿生设计
A
1
❖ 仿生法是指通过对生物系统的研究，模拟生物的功能、 结构、形态等，开发出新技术、新构造，创造新事物的思 维方法。 仿生设计可分为： 仿形态设计 仿生物结构、功能设计 仿生物色彩与美感设计 对称、均衡 仿生物表面肌理与质感设计 仿生物意象等。 蚂蚁、老鹰、牡丹
A
2
A
3
仿形态设计
A
4