仿生设计与可持续发展

３ 可持续发展的选择一仿生设计
（） １ 生活方式的回归自 然 设计的目 的是为人类创造更加美好的生活 方式。 而在商家对“ 利润最大化” 的追求中，“ 设 计遵从了资本的 逻辑， 从包豪斯启蒙时的 哲学理
念 为牟 技 蜕变 利 巧。’ａ 导 费 不断“ 新 ！引 消 者 ｃ 更
换代”、追求 “ 档消费”以 高 适应流行时尚。设 计的这种异化与可持续发展是背道而驰的，仿生 设计思维强调回归自 提倡方便、健康的、以 然， 提高生活质量为中心的适度消费的生活， “ 在消 费生活中， 高档商品不再是以消耗大量物质和价 格高为标准，而是以知识和智慧的含量高为标
设计上的缺陷。
植物的肥料……这样的循环，外界能量从绿色植 物开始， 通过各营养层次有机体的转移， 组成食
物链。
运用生物圈发展规律，模拟生物圈物质生产 的无废料生产过程，建造人类社会物质生产和生 活装置，以整体最优化的形式，实现无废料和节 约化生产，在资源紧缺，环境污染严重的今天， 在设计上引入仿生设计思维，把每一项具体设计 纳入生态系统的 循环之中， 显得犹为重要。 模仿 生物圈的系统进行人为事物的创造，在实践中也 早有利用， 如宇宙飞船内部系统的设计：海藻吸 收太阳能进行光合作用生长在水箱中，不断制造 海藻和氧气；海藻经加工制成各种食品供宇航员 食用： 用宇航员呼出的二氧化碳和水蒸汽以及从 粪便中回收的干粪、 尿素等喂养生长在水箱中的 海藻。 这个封闭的物质循环利用系统是典型的仿 生（ 生物圈）设计．
工业文明给人类带来了巨大的财富和富足 的生活， 但却使自 所居住的环境日 己 益恶化。 一 是向 大自 然索取太多而出 现资源紧缺； 二是向大 自 然排放过多的 废物，出 现环境污染。当 我们面 对被污染的环境和被沙漠化的土地，当我们面对 数小时就有一个物种在灭绝的现实和人类赖以 生存的自 然资源面临枯竭的时候， 人类从未像现 在 这样拥有如此强烈的危机感： 拯救环境， 刻不 容缓。９７ 在联合国 １ 年， ８ 环境与发展委员会的《 我 们共同的未来》中提出了 可持续发展理论。 可持 续发展是指人类的发展不能超越环境的更新能
准。”幻 【 创造知识 和智慧的价值、 造商品 创 和服
务的种类、质量和形式的多样化，以适应人的个 性需求与爱好， 采用新技术生产新式样、新格调 的产品。日 本一家公司． 把不断更新的 产品以 租 赁的形式提供消费者使用，而维修、更新换代、 报废处理、再利用等环节，则由公司统一组织管 理。使产品由设计 — 生产— 销售— 使用 一 一报废— 垃圾，变成设计— 生产— 租赁一 一反馈一一维修或改良 — 回收利用一一再设
力，既能满足当代人的需要，又不损害后代人满 足需要的发展。 科学技术是中性的， 它既可以成为打开自 然 宝库的钥匙，也可以成为毁灭人类自 身的工具， 关键在于设计，设计是把科学技术转化为生产力
的纽带和桥梁。拯救环境，还子孙后代一个绿色 的地球，设计有义不容辞的责任
１ 过度消费与过度设计
工业革命以来的机械化，带来了高效率，高 效率给人类带来了巨 大的 财富，使工业发达国家 和个人进入高消费时期。 高消费的社会奉行物质 主义生活方式， 追求高档消费品， 消费水平被看 作是社会地位的象征。 中国属于发展中国家， 对外开放引进先进的 科学技术，但也同时带来了盲目 攀比，甚至提前 消费， 追求 “ 体面”，即是住高级住宅，坐高级 轿车，穿高级时装，吃高级饭店，喝高级酒…… 但所谓的 “ 级”，无非是指消耗了 高 大量物资而
计这样的良 性循环。这一改变使消费者没有了 对
产品的 “ 拥有”，没有了对产品维修和老化过时
的 顾虑， 却拥有了 功能的使用、 个性的选择和形
式的不断更新。 产品与服务、 使用与设计、生产与维修、报
废与再利用的综合思考， 把它们纳入物质能量的 无限循环中， 无疑，这是仿生思维方式。 （） ２ 生产环节的仿生思维 “ 如果说污染空气的汽车是科学文化的产
仿生设计思维与可持续发展
米宝山 （ 华北电力大学工业设计教研室）
摘 要 人类模仿生物形态、构造、机能创造出各式各样生产和生活用具，被视为人类设计活动的重要源泉。仿生思
维就是模仿大自 然的生态系统、回归自 然的设计思维。 设计是把科学技术转化为生产力的桥梁， 其最终目 的是为人类创造有利于生存和发展的生活方式， 但迎合过度消费 的过度设计， 却使地球资源大量浪费，使环境遭到严重污染。应用仿生思维，模拟生物圈的无废料生产，使设计成为人 与自 然联接的纽带，在数字化生存的今天尤为重要。 未来的世界将是人为设计的世界，回归自 然、天人合一的设计， 是人类可持续发展的重要途径。
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２ 仿生设计思维
人类模仿生物形态、构造、机能创造出各式 各样生产和生活用具，被视为人类设计活动的重 要源泉。随着科学技术和生产的飞跃发展，一门 研究如何模仿生物系统的原理建造技术系统的 科学应运而生， 这就是仿生学， 作为一门新兴的 学科，它已 揭示出生物的许多奥秘，已成为当代 引人注意的 尖端科学之一。 一般意义的仿生设计，指的是利用某种生物 的结构原理， 形态 特征而制造出的技术系统，我 们这里引中 为生物系统，即生物圈。生物圈就是 整个地球表面生存的部分。 生物圈内 各圈层之间 相互渗透，相互作用，相互依存，共同发展。生 物生生不息靠的也是 “ 能源”。 各种生物之间能 源的充分利用， 构成了 合理的 “ 食物链”，以 保 持生物系统的和谐。如绿色植物吸收太阳能量生 存形成了初级生产者；食草动物以绿色植物为食 物构成第一性消费者； 食肉 动物以 食草动物为食 物构成第二性消费者；而食腐生物分解动植物尸 体，称之为分解者，最后动植物尸体又成为绿色
制成的产品。 高消费使人们为了自己的 “ 体面”明明白白 地去购买假名牌，成为假冒 伪劣产品生存的土 壤；为了追求 “ 豪华” 一些人精力上疲于奔命， ， 精神上过度紧张。失去了生活的真正意义。更为 严重的是，这种过度消费，造成了资源的大量浪 费和环境污染。正如国外学者所说：如果所有的 人都这样的生活和生产，那么人类为了得到原料 和排放废物需要２个地球。我们只有一个地球， ｏ 而且 “ 我们不是从父母那里继承了地球，而是从 子孙那里借来了 这个地球。” 资源浪费和环境污染与设计息息相关。宏观 上， 原料— 产品 — 废料的生产过程是非循环 Ｊ的，这样，具体到每一件产品的设计只考虑其 性 功能、审美、 材料工艺， 而与环境因素脱节， 很 少或根本没有考虑产品的报废、回收、 利用， 造 成了资 源的高 支出， 环境的高污染，这可以 视为
量被利用，而一半以上的物质则以废料的形式重
新抛回大自 然，这种建立在高消耗、低产出、高 污染的大规模生产，已经超过了地球的承载能 力。而只靠处理污染物和治理己 经造成的污染， 是需要付出十分昂贵的代价而收效甚微的事。采 用无污染或只有轻微污染的工艺， 建立工业生态 系统， 把能源和物质的 投入、 废物和污染物的 产 出 减少到最低限度， 使产品设计、 生产、 和使用 不产生污染，产品和废弃物可以回收利用。 这种 生态 １ ＿ 业被杜邦公司称之为 “ 制造 ”即 三Ｒ ＲＣＥＥ 回收） ＲＵＥ 再利用） ＲＤＣ ＷＳＥ ＥＹＬ （ 、ＥＳ （ 、ＥＵＥ Ｔ Ａ
（ 减少垃圾）。 在能源方面， 煤炭、 石油、 天然气，以 及与
具一太阳能车，逐步代替 “ 汽”车。 在材料的使用方面， 从人工合成材料问世 自 以来，塑料以其结实耐用、可塑性强、便于加 Ｌ 制造、成本低廉等优良 特性，使用在人类生活的 各个方面。 但是，利用不可降解的塑料制品作的 一次性饭盒，曾给环境造成了严重的 “ 白色污 染”，其影响和危害是长期性的。同样是饭盒， 如果利用植物秸杆经过加工制作， 就会有截然不 同的结果，植物秸杆往往在秋后被农民就地烧 毁，既浪费资源又染环境，利用这些被废弃的材 料进行生产，不但做到了废物利用，而且其报废 后作为肥料又可以 溶入大自 然的又一轮循环。 如果我们设计者把每个设计都纳入到自 Βιβλιοθήκη Baidu 然 生物圈 之中， 那么设计就成了人与自 然连接的纽 带。生产过程由原料— 产品 ： — 废料的线性生 产过程改为原料一一产品一一回收利用或成为 下一轮设计原料的良 性循环。自 然资源得以充分 合理利用，不但可以缓解能源紧张，而且减少了 对环境的污染，无疑，这样回归自 然的设计是人 类可持续发展的重要途径。 （）仿生形态设计 ３
物，那时因为设计和制造汽车的工程师们还没有 认识到控制污染是汽车设计中必须解决的问
题。”ｉ ｉ ｉ 自 然界的物质生产经过３多亿年的发展是 ０ 可持续的，人类工业化的 进程不过短短２０ 年， ０多 但是，社会物质生产便以达到不可持续发展的地 步。 社会生产从白 然界取得的物质中， 只有极少
关键词 仿生：设计：可特ｆ＊１．环培 ＊ ４
Ａ Ｓ Ｒ Ｃ Ｈ ｍ ｎ ｎ＇ｉｉｔｔ ｆｍ ， ｃ ｒ ａｄ ｃｏｓ ｉ ｉｔｃ ａ ｖｒ ｕ ｏ ｔ ｌｆ ｐ ｄｃ ａｄ Ｂ Ｔ Ａ Ｔ ｕ ａ ｂｉ ｓ ｔｅ ｏ ｓｓｕｔｅ ｎ ｆ ｔｎ ｏ ｂ ｎ ｏ ｔ ａｏｓ ｏ ｓ ｒ ｕｅ ｅ ｇ ｍ ａ ｈ ｒ ｔ ｕ ｓ ｕ ｉ ｆ ｃ ｒ ｅ ｉ ｆ ｏ ｏ ｅ ｒ ｎ ｏ ｅ ｏ ｒ ｎ ｄｉ ｌ ，ｌ ｅ ｂｅ ｓ ｍ ｄ ｈ ｒ ｉ ｏｈｍ ｎ ｎ＇ｄｓ ｎ ｉｔ．ｈｕｈｏＢｏｉｉａ ｕｈｏｄｓｎ ａｙ ａ ｔ ｓｈｓ ｎ ｅ ａｔ ｅ ｏ ｆ ａ ｂｉ ｓ ｉ ａ ｖｙ Ｔｏｇｔ ｉ ｃ ｔ ｇｔ ｅｇ， ｌ ｉ ｌｈ ａ ｅ ｅ ｆ ｅ ｅ ｅ ｓ ｇ ｎ ｕ ｅ ｅｇ ｅｇ ｃ ｉ ｔ ｆ ｎ ｓ ｏ ｈ ｆ ｉ ｗ ｉ ｉｉｔ ｔ ｅｏ ｇ ｓｓｍ ｒｕ ｃ ｔｉ ｈ ｈ ｔｅ ｈ ｃｌ ｙ ｔ ａｄ ｒｂ ｋ ｔ ｃ ｍ ａ ｓ ｏ ｙｅ ｎ ｅ ｎ ａ ｏ ｅ ｔ ． Ｄｓ ｎ ｒｇ， ｃ ｏｖｒ ｓｅｃｔ ｈｏ ｇ ｉｏ ｕｔｉ． ｆａｐｒ ｓ ｆ ｂｄｅ ｏ ｔ ｌｅ ｂｉ ｅｗ ｉ ｃｎｅｓ ｎｅ ｎｌ ｙ ｐ ｄｃｖｙＴｅ ｌ ｏ ｏｔｓ ｇ ｉｔｃ ａ ａ ｅｇ ｉａ ｉ ｓ ｄ ｈ ｈ ｔ ｃ ｉ ｅ ｏ ｎ ｒ ｉｔ ｈ ｉ ｕ ｅ ｈ ｒ ｓ ｒ ｅ ｆ ｃ ｔ ｏ ｎ ｐ ｉ ｉ ｅ ｉ ｓ ｌ ｗ ｉ ｉ ｂｔ ｇｏ ｔ ｈｍ ｎ ｉ ＇ ｅｉｅｃ ａｄ ｅ ｐ ｅｔＢ ｔ ｅ ｅ ｉ ｄｓｎ ｍ ｅｎ ｗｔ ｔ ｔｅ ｈ ｈ ｏ ｏｄ ｕ ａ ｂ ｎ ｓ ｓｎｅ ｄｖｌ ｍ ｎ ｕ 山 ｅｃｓｖ ｅｉ ｆ ｅｔｇ ｈ ｙ ， ｃ ｓ ｈ ｏ ｅ ｇ ｘｔ ｎ ｅ ｏ ． ｘ ｓｅ ｇ ｏ ｒ ｉ ｉ ｈ ｅ ｃｎｕ ｐｏ ｍ ｋ ａ ａｗ ｓ ｏ ｒ ｏｒ ａｄ ａ ｉ ｓ ｌｉ ｔｔ ｅｖｏｍ ｎ Ｔａｓ ｐｒｎｔ ｔ ｏｓｍ ｔｎ ｅ ｒ ｔ ｔ ｆ ｕ ｅ ａｏ ｅｏ ｐｌｔｎ ｈ ｎｉｎ ｅｔ ｈｔ ｖｒ ｉ ｏａｔ ｔ ｉ ａ ｇ ｅ ａｅ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓ ｕ ｏｕｏ ｏ ｓ ｓ ｒ ｅ ｒ ． ＇ ｅ ｍ ｔ ｈ ｈ ｙ ａ ｅ ａｐｃｔｎ ＢｏｉＤ ｓ ｎ ｉ ｉｉｔ ｔ ｂ ｓｈｒｓ －ａｅ ｄｃｏ ｗｌｍ ｋ ｄｓｎ ｏ ｅ ｔ ｗ ｉ ｐｌａｏ ｏ ｉ ｃ ｉ ｗ ｃ ｍｔｅ ｉ ｐｅ ＇ｎｎｗｓ ｐ ｕｔｎ ｌ ｅ ｉ ｂｃｍ ｔ ｉ ｈ ｈ ｉ ｉ ｆ ｎ ｅｇ ｈ ｈ ａ ｈ ｏ ｅ ｏ ｅ ｔ ｒ ｉ ｉ ａ ｅｇ ｅ ｏ ｈ ｅ ｃ ｅ