国内外最新仿生设计与绿色设计

• 选用回收材料或再生材料——许多材料如塑料、铝等 许多材料如塑料、 许多材料如塑料
均可回收再利用
• 尽可能选用无毒材料
绿色材料的现状与发展
• • • • 纯天然材料的开发和利用 再循环制备和使用的材料 环境兼容性涂层材料 汽车尾气净化用催化剂材料
木材是地球上数量最多的植物材料, 木材是地球上数量最多的植物材料,日本用木材建造的 大型体育场馆和娱乐设施。从生态观点看，木材加工能耗低， 大型体育场馆和娱乐设施。从生态观点看，木材加工能耗低， 可再生循环利用，易于处理。在日本，许多储存了几十年甚 可再生循环利用，易于处理。在日本， 至上百年的旧木酒桶，以往都被人丢弃或当柴烧， 至上百年的旧木酒桶，以往都被人丢弃或当柴烧，一家具公 司偶然发现并加以利用， 司偶然发现并加以利用，使这废弃的木酒桶成了家具的上好 木材。具体作法是：先将木酒桶拆开， 木材。具体作法是：先将木酒桶拆开，将弯曲的木板条进行 热压处理，然后再将压直了的木板条拼成板材，进行抛光， 热压处理，然后再将压直了的木板条拼成板材，进行抛光， 上漆等工艺处理，成了桌、茶几、长椅等家具的面板。 上漆等工艺处理，成了桌、茶几、长椅等家具的面板。利用 旧木酒桶做的家具，不仅降低成本35%以上， 35%以上 旧木酒桶做的家具，不仅降低成本35%以上，而且因木酒桶 长时间被酒精渗透、浸泡， 长时间被酒精渗透、浸泡，制造出来的家具竟然从未发生蛀 虫现象！ 虫现象！
蜂巢与散热器
有效散热 节省材料 坚固
绿色产品设计
生态产品准则: 生态产品准则 （１）减少天然原材料消耗。 减少天然原材料消耗。 选择原材料要考虑加工过程中节省能源和水。 （２）选择原材料要考虑加工过程中节省能源和水。 减少包装造成的废物。 （３）减少包装造成的废物。 考虑产品部件容易拆卸，使材料可被回收再利用。 （４）考虑产品部件容易拆卸，使材料可被回收再利用。 尽量使产品小型化。 （５）尽量使产品小型化。
形态模拟各种人的姿态的椅子
形态仿生的分类
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。 抽象形态是用简单的形体反映事物独特的本质特征。 此形态作用于人时，会产生“心理”形态，这种“心 此形态作用于人时，会产生“心理”形态，这种“ 理”形态依据生活经验的积累，经过联想浮现于脑海 形态依据生活经验的积累， 中，那是一种虚幻的，不实的形，但是这个形经过个 那是一种虚幻的，不实的形， 人主观的喜怒哀乐联想所产生的形变化多端、 人主观的喜怒哀乐联想所产生的形变化多端、色彩丰 富，这与生理上感觉到的形大异其趣。 这与生理上感觉到的形大异其趣。
仿 生 设 计
在自然界中，生物经过漫长 在自然界中， 的进化， 的进化，各有其复杂的结构 和奇妙的功能系统。 和奇妙的功能系统。
一只螳螂能在0.05秒的瞬间，捉住一只飞虫。 一只螳螂能在0.05秒的瞬间，捉住一只飞虫。 0.05秒的瞬间
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
仿生设计的基本概念
• 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。
设计案例： 设计案例：
设计案例： 设计案例：
设计案例： 设计案例：
产品名称： 苍鹭” 产品名称：“苍鹭”台灯
个性仿生音响
宝马H2R
功能仿生设计
• 功能仿生设计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 质存在的功能原理， 现有的或建造新的技术系统， 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。 的更新换代或新产品的开发。
绿色材料的概念
绿色材料GM（Green Material），又称环境协调材料 ECM（ Environmental Conscious Materials）或生态材料 （Ecomaterials)，是指那些具有良好使用性能或功能，并对 资源和能源消耗少，对生态与环境污染小，有利于人类健康， 再生利用率高或可降解循环利用，在制备、使用、废气直至 再生循环利用的整个过程中，都与环境协调共存的一大类材 料。绿色材料不仅包括直接具有净化环境、修复等功能的高 新科技材料的开发，也包括对使用量大而面广的传统材料及 其产品的改造，使其“环境化”。
仿生设计的发展历史
相传在公元前三千多年，我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢， 相传在公元前三千多年，我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢， 以防御猛兽的伤害；四千多年前，我们的祖先“ 以防御猛兽的伤害；四千多年前，我们的祖先“见飞蓬转而知为 车”，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，做有装成轮子的车。 即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，做有装成轮子的车。 古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看， 古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看，颇有点像 大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。 大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。 我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。 我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对 ——鱼类的模仿也卓有成效 水中生活的鱼类的模仿，古人伐木凿船，用木材做成鱼形的船体， 水中生活的鱼类的模仿，古人伐木凿船，用木材做成鱼形的船体， 仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹，由此取得水上运输的自由。 仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹，由此取得水上运输的自由。 后来随制作水平提高而出现的龙船， 后来随制作水平提高而出现的龙船，多少受到了不少动物外形的影 火龙出水” 响。还有古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水” 。
绿色设计对材料的要求
绿色设计首先应要求构成产品的材料具有绿色特性，在 产品的整个寿命周期内，这类材料应有利于降低能耗、环境 负担最轻。具体来说： ⑴ 所用材料应是低能耗、低成本、少污染的材料。这 是对所用材料自身来说。例如热饮料杯的材料选用应该选用 聚苯乙烯。 ⑵ 所用材料应是易加工且加工中无污染或污染最小。 这是对材料制成零件的制造过程来考虑。 ⑶ 所用材料应是易回收、易处理、可降解、可重用。 这是从产品报废后易于处理的角度考虑。
利用熊的形态 仿生设计的小 容器
飞利浦照相 机采用仙鹤 的形态为创 作原形进行 仿生设计
另 一 款 以 仙 鹤 为 原 形 的 仿 生 设 计 的 椅 子
以提取大象主要形态 并运用夸张的手法进 行仿生设计的胶带盛 器
以仿生啄木鸟的嘴巴进 行设计的订书机
以仿生青蛙进行设 计的书页夹
形态酷似小 老鼠的鼠标
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 、
形态仿生的分类
• 1）具象形态的仿生 ） 具象形态是真实的外界形态映入眼帘刺激神经 后，观察者所感觉到的存在形态。由于具象形 观察者所感觉到的存在形态。 态具有很好的情趣性、可爱性、有机性、 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 自然性，人们普遍乐于接受，在玩具、 艺品、日用品应用比较多。 艺品、日用品应用比较多。
绿色设计的概念
• 绿色设计GD (Green Design)，也称为生态设计ED (Ecological Design)、环境设计DFE (Design for Environment)、生命周期设计LCD（Life Cycle Design） 或环境意识设计ECD（Environmental Conscious Design） 等。 • 绿色产品GP（Green Product），也称为环境协调产品 （Environmental Conscious Product）是绿色设计的最 终体现，是产品绿色程度的载体。就是在其生命周期全程 中，符合特定的环境保护要求，对生态环境无害或危害极 少，资源利用率最高，能源消耗最低的产品。
设计案例： 设计案例例： 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……
形态仿生学法，不能 简单的理解为模仿生 物外形进行制造，而 是要抓住事物的主要 特点，讲究神似。
椅子的仿生 设计，椅背 侧面似鸟嘴， 轴相当于眼 睛，坐面充 当翅膀，并 且椅背和坐 面都用红色 相呼应。
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。
3、结构和材料的仿生 、
• 人们在“仿生制造”中不仅是师法大自然，而 人们在“仿生制造”中不仅是师法大自然， 且是学习与借鉴他们自身内部的组织方式与运 行模式。有的结构精巧，用材合理，符合自然 行模式。有的结构精巧，用材合理， 的经济原则； 的经济原则；有些甚至是根据某种数理法则形 成的，合乎“以最少材料”构成“ 成的，合乎“以最少材料”构成“最大合理空 间”的要求。这些为人类提供了“优良设计” 的要求。这些为人类提供了“优良设计” 的典范。 的典范。
易拉罐灯座和 再生材料制成 的灯罩 伯纳德•活尔纳 森
可回收的包装纸产品
eco-friendly footwear一次性鞋 （铜奖、印度）
由被回收的新闻用纸的纸浆做成。 它是完全地生物可分解的， Soulmates 是一个低廉和环境友好的选择，使用在医院, 旅馆, 软件产业, 宗教地方, 凝思中心, 按摩厅或在飞行路线较长的航空器中。
柚木自行车： 柚木自行车：由 爪洼种植园中的 柚木制成
1985年由意大利设 计师安德烈亚•布兰 茨设计的椅子
Tripp Trapp 成长椅，木制， 它有效地增大了使用对象的 范围，通过部件间的组合和 调节，使其适用于从婴儿到 成年人各个阶段，成为一件 可以终生使用的产品。