作者：孙宁娜
出版社：电子工业出版社
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仿生设计试读：
前言
著名设计师克拉尼说过：“设计的基础应来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中”。从人类有意识地进行造物设计开始，便不断地模仿自然，向大自然学习。经过长期的经验积累所形成的仿生设计理论与方法被人们广为接受并应用于各个领域。作为产品设计和仿生学这两个边缘科学相结合的产物，产品仿生设计一直是工业设计实践中非常重要的设计方法。在目前的产品设计专业教学与实践中，产品设计基础训练、产品功能设计、产品形态设计、产品结构设计等方面，仿生设计的应用都非常广泛。本教材系统与详细地介绍了产品仿生设计的发展与应用。其主要内容包括仿生学的起源与发展；仿生设计的研究内容；产品仿生设计与现代各学科与主流设计理念之间的联系；产品仿生设计的基础训练，以及产品仿生设计的程序与方法等方面。本教材紧扣产品仿生设计的实际需求，读者通过对教材的学习，能够掌握产品仿生设计的基本理论、基础训练方法、设计程序等方面的内容。书中精选了大量的设计案例，为读者开拓设计视角起到了很好的引导作用，同时希望能够对从事产品设计学习的同学予以帮助。
本书是由多位长期从事产品设计教学第一线的教师共同完成的，通过各位教师的努力，将产品仿生设计的理论体系、研究内容和训练方法等整理成册，同时也是各位教师在多年的教学经验、课堂训练的总结与结晶。尤其是本教材突出地整理并总结了产品仿生设计中的基础训练方式、产品仿生设计程序与方法等方面的内容，以期为读者在产品仿生设计相关教学与实践活动提供参考和指导。
参与本书编写的人员有：黄成、赵博、孙宁娜、隋凌燕、艾萍、王天建、李艳、张蓓蓓、姜洪奎、崔闽清、贾红晨。
本教材能够如约面世，需要感谢几位编者的辛苦努力，尤其感谢江苏大学艺术学院李明珠、董佳丽、杨丽英、贾红梅等多位老师的参与编写；感谢江苏大学工业设计系的多位同学提供的课程作业作为范例图示；感谢很多同仁的支持与帮助及今日发达的网络技术为编辑案例提供搜索，并真诚感谢那些通过网络提供案例的作者们，再次表达编者们衷心的谢意。
由于时间、人力、水平和其他条件限制，本教材中产品仿生设计的理念和仿生设计的基础训练方法等内容是编者自己的理解认识和教学实践总结而成的，难免还有些认识上的不足或者疏忽遗漏之处，还请读者批评指正。编著者第1章 仿生学与仿生设计
教学目的：
● 介绍仿生学和仿生设计的基本概念及其发展过程。
● 讲解仿生学与仿生设计的研究意义和研究现状。
教学重点：
掌握仿生学和仿生设计的基本概念，了解仿生学、仿生设计的研究现状及发展趋势，理解在现代设计中以“师法自然”理念出发，学习仿生学及仿生设计所具有的重要意义。1.1 仿生学概述
仿生学是在20世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。仿生学开辟了独特的技术发展道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。1.1.1 仿生学
仿生学（Bionics）是指涵盖生物电子学、生物传感器、生物仿真材料、生物物理学、生物电机和生物大分子的自装配等的一门交叉学科。主要是研究和建立一类人工系统，使之具有生命系统的某些特性。例如，关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。
作为一门独立的学科，仿生学正式诞生于1960年9月。在美国空军航空局召开的第一次仿生学会议上，由斯梯尔博士（Jack·E·Steele）为这门新兴的科学命名为“Bionics”，希腊文的意思代表着研究生命系统功能的科学，并把仿生学定义为：“是模仿生物系统的原理来构造技术系统，或者使人造技术系统具有类似于生物系统特征的科学”。 简言之，仿生学就是模仿生物的科学。确切地说，仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征，并把它们应用到技术系统，改善已有的技术工程设备，并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。从生物学的角度来说，仿生学属于“应用生物学”的一个分支；从工程技术方面来看，仿生学根据对生物系统的研究，为设计和建造新的技术设备提供了新原理、新方法和新途径。1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。
从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。
例如，蜻蜒能在很小的推力下飞翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/h，经研究发现蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。科学家根据蜻蜓翅膀的结构与工作原理研制成功了直升飞机。1.1.2 仿生学的研究现状
历经近一个世纪的研究，仿生学发展至今，目前的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
1．力学仿生
力学仿生是指研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如，建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚体形及皮肤的沟槽结构，并将其研究成果应用到潜艇设计上可减少航行湍流，进而提高航速，如图1-1所示。图1-1 以海豚形体为仿生对象的潜艇设计
2．分子仿生
分子仿生是指研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如，在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，研发人员合成了一种类似的有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可成功诱杀雄虫。
3．能量仿生
能量仿生是指研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转变成机械能等生物体中的能量转换过程。例如，人们在研究萤火虫后发现萤火虫腹部的发光器在自身含有的荧光酶的作用下，把化学能转变成光能。于是人工分离出荧光酶，并合成人工荧光素，制成生物光源，这种光源可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下做清除磁性水雷等工作。
4．信息与控制仿生
信息与控制仿生是指研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络，以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如，根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度；根据复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成可增强图像轮廓、提高反差从而有助于模糊目标检测的一些装置，等等。1.1.3 仿生学的意义
从仿生学的概念来看，仿生学如“桥梁”和“纽带”，连接着生物科学与工程技术。科学研究的对象首先是自然世界，科学研究就是揭示自然规律，生物科学就是人们采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展研究，在深入探索自然生物系统的发展规律过程后所获得的科学理论成果。人造机器与生物系统有许多共同之处，仿生学就是将生物科学的理论成果应用于工程技术当中，开辟了独特的新技术发展的道路。20世纪50年代以来，人们自觉地把自然界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉，短短几十年的时间，仿生学的研究方法及其研究成果已经被应用于各个领域当中。1.2 仿生设计概述
仿生设计（Biodesign）是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴综合学科。其以自然界的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象，通过了解、探索生物系统优异的功能结构、形态外观、物质组成、信息控制，乃至色彩等各种生物特征及其原理，并有选择地将它们综合应用到人类的造物设计当中。
自古以来，人类与大自然为邻，自然界中的生物具备的各种奇异本领不断吸引人类探索与模仿。在认识世界、改造世界的发展过程中，既启发了人类的智慧，同时丰富了人类的才能，增强了自身适应自然与改造自然的能力。
在某种意义上，仿生设计是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。同时，仿生设计结合仿生学的研究成果，为人类的造物设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。时至今日，仿生学作为一种系统的、科学的创造性方法，常常运用于科技创新、社会科学、工业设计、艺术设计等领域。
仿生设计是人类社会生产活动与大自然的契合点，人类以超越其他生物的思维能力与创造力，师法自然，在不断丰富人类的物质文明的同时，也增加了人类与自然的亲近感。仿生设计正不断为人类创造更加宜人、理想的生活方式，力图做到人类社会与自然真正和谐共生。1.2.1 仿生设计起源
随着人类文明的发展，仿生设计已经作为一种行之有效的设计方法而被人们所熟知，但是在人类文明发展的初期，人类运用观察、思维和造物能力，开始了对大自然的直接模仿，是人类为生存表现出的简单仿生意识和行为。
例如，人类最初使用的工具——木棒和石斧，是对牛羊角与动物爪牙的直接性功能模仿；骨针则源于对鱼刺的模仿；独木舟的造型来源于人们对于鱼的形态的了解……虽然这样的仿生形式比较粗糙与简单，但却是仿生设计的起源与雏形，也是我们今天的仿生设计得以发展的基础。1.2.2 仿生设计的发展
随着对大自然的认识与探求的不断深入，人们通过观察动植物的精巧结构和完美功能，获得了众多的启发。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“见飞蓬转而知为车”，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，做成有轮子的车。商周、西汉时代人们以动物形态为原型（即仿生对象）设计创造了虎尊、象尊、鹰型壶、牛型灯等具有多种实用功能的青铜器皿，如图1-2所示。图1-2 虎尊、牛觥和牛形灯
据《杜阳杂编》记载，唐朝有个韩志和，“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状，饮啄动静与真无异，以关戾置于腹内，发之则凌云奋飞，可高达三丈至一二百步外，始却下。”说明中国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行进行了细致的观察和研究。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”也从鸟类身上得到的启示。以上事例说明，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，创造了我国非凡、光辉灿烂的古代文明。
在外国的文明史上，大致也经历了相似的过程。例如，在拥有灿烂文明的古埃及的家具设计中，桌、椅、床的腿常常雕成兽腿、牛蹄、狮爪等形象，如图1-3所示；15世纪时，德国天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，并进行了飞行表演。19世纪末20世纪初的新艺术运动、流线型、有机形态设计也反射出仿生思想的光辉，给当时的设计带来了诸多清新的自然之风。例如，由比利时设计师范·德·维尔德设计的烛台，如图1-4所示。图1-3 古埃及狮腿座椅图1-4 范·德·维尔德设计的烛台
人类对自然的感知和掌握经历了数十万年乃至上百万年的历程，人类如今发达的创造能力正是古代通过打制石器的劳作，以及造物所获得的必然结果和回报。可以说，从造型到造器，人类完成了一个个新的飞跃。
如果说在20世纪40年代之前，人们在创造事物时，总是自觉或不自觉地模拟自然，“翻译自然”，停留在描述生物精巧的结构和完美的功能上，那么从20世纪50年代开始，人们便逐步明确地认识到了仿生设计的科学设计方法对于人类生活和生存所具有的真正价值。
总之，仿生设计从最初无意识的、简单的形态模仿，到功能结构的模仿，再到相关系统理论的形成，逐步成为了设计领域中一种科学的、系统的新方法，并反过来指导人类的设计活动，既促进人类社会生产活动的不断发展与进步，也使人类社会与自然达到高度和谐统一。仿生设计正逐渐成为设计发展的趋势之一。1.2.3 仿生设计的研究内容
仿生设计所涉及的范围非常广泛，总的来说可以将其归纳为三大领域的仿生。
1. 自然科学领域的仿生设计
生物体最基本的特征就是能自我更新和自我复制。仿生学把生物体看做能与自身环境和外界环境相联系的复杂控制系统，而仿生学的研究任务就是研究这个系统内各部分间的相互关系，以及整个系统的行为和状态。例如，人工控制系统中的传感器，如果把系统中的微型机看做人脑仿生的话，那么就可把系统输入部分中的传感器看做人或动物（即生体）的5种感觉——视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉的仿生。
仿生学与遗传学的整合体现出系统生物工程的理念，也就是发展遗传工程的仿生学。例如，人工基因重组、转基因技术是对自然重组、基因转移的模仿，人工合成天然药物分子和生物高分子是分子水平的仿生，以及人工神经元、神经网络、细胞自动机是细胞系统水平的仿生，另外，还有纳米生物技术、生物计算、DNA计算机技术的系统生物工程发展等，都已证明仿生学已经全面发展到一个从分子、细胞到器官的人工生物系统开发的时代。
另外，生物学研究成果与数学原理的综合应用也推动了产品形态仿生设计的发展，其中最典型例子就是斐波那契数列（Fibonacci，一种递归数列）现象研究，它揭示了自然界很多生物渐变式形态美的内在机制，如图1-5所示，自然界的许多生物形态都满足这样潜在的数学规律。如图1-6所示，向日葵的造型就是典型的斐波那契数列现象的展现，以这样的形式排列种子、花瓣或叶子的植物还有很多。通过仿生学与数学的综合应用研究还可以揭示很多生物特有的数量关系和内在机制。将这些研究成果进行组合、重建和变形，从而推动了数学分形学的发展。这样的综合运用不仅是对形式形态的丰富，更多的是对各种生物美的内在机制进行数量上的阐释、分析、衡量和应用。这种仿生学数列的排列方式对纺织、印染、装饰、服装、产品设计等领域都有很重要的借鉴意义，如来自2009年米其林设计挑战赛中一款作品——飓风越野（Hurricane），如图1-7所示，整辆车各部分的尺寸俱按照斐波那契数列展开，尤其是轮胎，辐条从里旋转扩散而连接外层，既暗合了这些神秘的数字，又模拟出了飓风那种席卷一切的具象。同时，生物形态的渐变式排列直接启发了形式美法则中的节奏、韵律、渐变等方法。例如，雷达表依莎系列新品珠宝表（eSenza Blue Jubilé）的表盘（见图1-8）采用斐波那契数列螺旋的美丽纹路来进行装饰，每一颗宝石都保持着原有的特性并且融合到整体的图案当中，其微妙的、富于变幻的均衡和谐感非常让人迷恋。图1-5 斐波那契数列图图1-6 向日葵图1-7 飓风越野（Hurricane）概念车图1-8 eSenza Blue Jubilé
2. 社会科学领域的仿生设计
仿生设计不仅可以应用于科学技术领域的发明创造，还可应用于管理学领域、经济学领域等社会科学领域。例如，在经济学领域，研究人员通过对蜜蜂和蚂蚁群体的观察与分析，设计出“家族式”经济发展模式。人们从对蚁群严密组织的观察中看到，其在生存斗争中，内部实现着“各尽所能，按需分配”的原则。蚁后、雄蚁、工蚁、兵蚁在蚁群的分工中各司其职，并共同抵御外界的天敌。日本经济学家率先把这种机制带到经济学体系中，采用种种“感情的纽带”，把企业人员捆绑到“群体”之中，其实质就是“家族化”的经济发展模式。这种经济管理法开创了日本经济发展的奇迹，使之在20世纪60年代战胜了美国及欧洲的股份有限公司的发展模式，成为仿生经济学成果的一个有力佐证。
仿生学在社会科学领域的应用成果往往是一种看不见摸不着的物质实体，是一种系统化的新思想、新原理、新方法的设计应用。
3. 艺术设计领域的仿生设计
现代仿生设计的发展不仅为人类带来丰富物质文明，也创造了丰富的精神文明。为了消解技术带来的冷漠与生疏，人们更加追求美感，体现个人情趣、个性、品位与文化体验，以及科技、人与自然的平衡。此时，在仿生设计中仅凭社会科学、自然科学领域的理论知识无法完全满足这一需求，人类对设计美的追求便有了介入的需要。因此，艺术设计领域的仿生设计既与生产实践密不可分，又和艺术理论与美学知识密切相关。当我们谈论一款仿生艺术设计的好坏时，往往是对它形态、色彩、肌理、功能、结构等的综合评价。应该说艺术仿生设计是具有时代特征的科学技术美与艺术美的综合体现。在艺术设计领域我们经常能看到充满美感的仿生设计，这也是与前述两个领域仿生设计的不同之处。
艺术领域的仿生设计体现在设计的各个领域，如服装设计中的仿生、建筑设计中的仿生、视觉传达中的仿生、产品设计中的仿生等。
1）服装设计中的仿生
服装设计领域的仿生艺术设计成果非常显著。从服饰发展史看，人类很早就知道运用仿生手段来美化自身。我国古代将士披戴的甲胄上，往往饰有模仿龟纹、鱼鳞形状的纹样。不仅如此，在服饰设计中，玫瑰花饰、孔雀裙和燕尾服等被广泛运用于服装的装饰，成为高贵优雅的象征，并沿袭至今。在现代，尤其是当代时装艺坛上，人们对仿生美的追求也由过去的朦胧状态向着自觉领域过渡，如图1-9所示。在服装面料的仿生方面，最成功的例子应属蝴蝶色彩的应用。蝴蝶具有丰富的色彩，而且形体又变化无穷。从仿生学角度看，把这些丰富的天然配色实例通过科学的分析应用到各种用品色彩设计上，蝴蝶就成为了一种取之不尽、用之不竭的色彩源泉。如模仿带闪光粉的蝴蝶而设计出的特殊闪光色调的面料，它在服装设计领域得到了很大的推广和应用，如图1-10所示。图1-9 玫瑰裙、燕尾服的服装设计作品图1-10 闪光面料的应用
2）建筑设计中的仿生
建筑设计领域的仿生也同样异彩纷呈，建筑仿生已成为一种新时代潮流，也是建筑文化的新课题。建筑仿生学的应用范围很广，从实用功能仿生、组织结构仿生到城市环境仿生等，从单体建筑到城市总体，从材料到居住环境都可涵盖。如巴黎的城市规划就模仿了人体的肺部器官，使得城市充满勃勃生机。而英国建筑师史密森曾提出一种新的城市形态，称为“簇群城市”，它是根据植物生长变化的规律而提出的一种新城市布局思想，这也是仿生的成果。目前许多小区的规划设计与“簇群城市”规划思想颇有异曲同工之处。建筑仿生往往也会出现综合性的仿生应用，形成一种城市与建筑的仿生整体。例如，西班牙人高迪（Antonio Gaudi Cornet），他在巴塞罗纳设计了许多带有明显动物骨骼形式的建筑，如图1-11所示，隐喻着这座海滨城市战胜蛟龙的古老传说。图1-11 巴塞罗那圣家族教堂
而建筑形式的仿生则最为常见，荷兰鹿特丹的“城市仙人掌”（见图1-12）是一个坐落在荷兰的住宅工程，它在19层楼中提供98个居住单元。这种错落有致的曲线阳台的设计，使得每个单元的室外空间能够得到足够的阳光。这意味着，当所有居民的花园中的花正在开花期时，这个绿色摩天大楼将真的是绿色的。另外，它的白色外表也有利于降低室内的温度。图1-12 荷兰鹿特丹的“城市仙人掌”住宅
另外，在结构仿生方面，先进的工程师们已应用现代技术创造了一系列崭新的仿生结构体系。从一滴水珠和一个蛋壳看到了其自由抛物线型曲面的张力与薄壁高强的性能；从一片树叶的叶脉发现了其特殊的光合作用生理结构，这些对建筑结构的创新设计都是十分有益的启示。例如，由美国著名的环境设计大师、建筑师威廉·麦克多诺（William McDonough）设计的“树纹塔”摩天大楼（见图1-13）就是这种结构系统的体现，至今仍被人们所称颂。设计师使建筑可以像树木一样进行光合作用，在设计中，建筑师充分利用太阳能和自然光，不仅实现了视觉上的震撼效果，同时使得整个建筑物被环境所包围，成为名副其实的绿色建筑。图1-13 “树纹塔”摩天大楼
应该说，建筑仿生可以是多方面的，也可以是综合性的，如能成功应用仿生原理，就能创造出新颖和适应环境生态的建筑形式。同时仿生建筑学也给人们暗示着必须遵循的许多自然规律，它告诉我们建筑仿生应该注意环境生态、经济效益与形式新颖的有机结合。例如，由日本知名建筑师黑川纪章设计的中银舱体大楼（见图1-14）坐落在东京繁华的银座附近，建成于1972年。这幢建筑物是建筑师对“新陈代谢运动”的完美表达。图1-14 中银舱体大楼
3）视觉传达设计中的仿生
视觉传达设计领域的仿生也越来越体现出其独特的审美特性。以包装设计为例，消费者在选购产品时一定程度上通过包装所表达出的某种信息来进行判断和衡量与其内心所希望的是否一致，并最终做出购买的决策。在很多情况下，人们在选购商品的时候，不是过多地考虑使用因素，而是在寻求一种文化、身份的体现，或是某种性格特征的传达。仿生艺术设计无疑是这种文化品位和性格特征最合理与恰当的表达之一。如谭木匠木梳的具象形态仿生包装设计——仿鱼形设计（如图1-15）就源于轩辕黄帝的妻室方雷氏受鱼刺的启发发明木梳的故事，设计者充分利用传统文化这一媒介赋予了产品丰富的文化内涵。
形态仿生设计在日常生活用品的包装中应用前景很广，它使包装更具生活化、情趣化、艺术化，有很强的感染力。包装容器形态仿生设计就是以生物机体的形态为原型进行再加工创造的设计。例如，纪梵希（Givenchy）女神香水瓶的设计，晶莹剔透的瓶身勾勒出轻盈优雅的女性曲线，透露出古希腊神话般的古典、高贵与梦幻（见图1-16）。图1-15 谭木匠木梳包装设计图1-16 纪梵希女神香水瓶设计
随着现代科技的发展，促进了包装器形、包装材料、包装加工手段、包装视觉等各方面的发展。仿生学对包装的影响也不仅是模仿仿生对象，而是以仿生对象为依据，通过创造性思维，进行二次甚至多次创新，获得设计的形态，如蜂窝板（见图1-17）就是仿造蜂窝结构而制造的包装材料。又如，根据橘皮光滑有细孔，有利于橘的呼吸及防止水分的蒸发；橘瓣的组合是节约空间的最佳形式；而橘瓣与橘皮之间的海绵组织，具有保护橘瓣的作用，可以仿造这些结构和功能进行包装缓冲设计等。图1-17 蜂窝板
仿生与人们的生活密切相关，其中最直接而主要的表现就是人们日常使用的工具、生活用品等，这方面的例子数不胜数，因此对于这些工业设计领域的普遍仿生现象，本书也将在后面展开详细的讨论。思考与分析
一、名词解释
1．仿生学。
2．仿生设计。
二、论述题
1．阐述仿生设计的研究领域及相关内容。
2．论述仿生设计的研究意义。第2章 产品仿生设计
教学目的：
● 介绍产品仿生设计的基本概念。
● 讲解产品仿生设计的特点及其发展趋势。
教学重点：
通过本章的学习，了解产品仿生设计的基本概念及其发展现状，掌握产品仿生设计的各种特点和具体的未来趋势。
仿生设计作为人类社会生产活动与自然界的契合点，使人类社会与自然达到了高度的统一，因此在产品设计中注重仿生设计，不论是对于社会发展还是对于人类自身生活方式的提高，都具有极为重要的意义。2.1 产品仿生设计简介
仿生设计是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，产品仿生设计是一门满足人的需要，适应人体结构，为人创造舒适环境，为人服务的学科。
自然生物在进化过程中，通过大自然的优胜劣汰，其整体功能渐趋完美，生物的高效低耗、其集体完整的保障系统使自身的结构和功能变得科学、合理、经济、高效。师法自然，正是人类设计创新的原点。
德国著名设计大师克拉尼（Luigi Colani）曾说：“设计的基础应来自于大自然的生命所呈现的真理之中”。这句话说明了人们正是在不断发现自然、探索自然的过程中寻找生命的规律，获取设计创新的灵感。
作为“仿生设计”的倡导者，克拉尼对仿生设计做了大量的研究（见图2-1）。他认为创造性设计的源泉就存在于自然之中。因此设计应尽量遵从于自然法则，向自然学习，从自然界获得所蕴藏着的人类所需要的奥秘，并将其与人类的聪明才智融为一体。他强调设计应“以人为中心”，并通过仿生，把人与产品完美地结合起来，使产品成为功能与美学高度结合的、不可分割的统一体，并指出，仿生设计是现代工业设计的发展方向。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]