基于拓扑理论的森林无人机仿生设计研究

目的 基于拓扑理论,结合参数化控制分析,指导森林无人机仿生设计,实现造型设计创新。方法 以森林无人机为仿生对象,苍鹭为被仿生对象,分析仿生与被仿生对象之间的映射关系,评价两者特征要素的拓扑相似程度,构建两者之间特征结构拓扑关联及适应度函数,参数化约束该无人机仿生形态。结果 实证森林无人机形态仿生能较科学地保留被仿生对象的特征要素,突破仿生同质化的设计局面。结论 通过参数化的拓扑性质分析方法,量化了森林无人机与仿生之间的认知距离,提升了该产品形态仿生设计的创新性,为产品形态仿生设计提供有效的借鉴思路及操作路径。     

基于生物形态简化优化法的产品仿生设计研究

目的 研究生物形态简化优化法在产品形态仿生设计中的应用,为产品仿生设计提供理论指导与更多思路.方法 通过对设计案例与相关文献进行研究,在对形态仿生设计的类型和设计思维的梳理与总结基础上,构建了"从上至下"和"从下至上"这两种产品形态仿生设计的程序模型,并且将这两种程序模型进行了差异的对比,总结归纳出这两种程序模型的特征与适用情况.将产品形态仿生设计中的"简化优化法"分为"局部抽取法"和"整体抽取法",重点分析了产品形态设计中的简化优化方法.结果 通过莲蓬灯的仿生设计实践,运用简化优化法设计,强化了生物形态的典型特征,削弱了次要结构的形态特征,得到了形态特征鲜明的优化生物形态,以此验证了形态优化方法的可行性与有效性.结论 将生物形态简化优化法应用于产品形态仿生设计中,可以为设计提供有效的理论指导,为设计师提供更多设计思路.     

论仿生学与工业设计结合——以以植物仿生灯具为例

文章就当前仿生学与工业设计的结合进行了讨论,对于其在现实生产之中重要价值进行论述,仿生学与工业设计的结合能够有效地消解工业产品的距离感、增进产品趣味性、极大地丰富产品形态设计的形式。并对当前仿生设计与工业设计结合的主要方面进行了介绍和研究,即仿生设计的形态仿生、功能仿生和结构仿生,并结合植物仿生灯具设计实例对其进行了阐述。     

基于语义约束的产品形态群化设计

目的小产品设计领域,保证同一或相似功能、众多形态的多样化设计,以及保证产品语义形象的统一性和递归性,解决以上开放与约束之间的冲突是研究的目的。方法首先,基于消费者对功能相似小产品的多样化需求,提出了产品形态群化的概念,进而对其设计方法进行研究,建立了基于语义约束的产品形态群化设计模型;其次,分析了从语义解构到语义输出的完整过程,并建立了设计分析的漏斗模型、语义分解有向图模型及特征群化维恩图模型;最后,以承德避暑山庄旅游纪念品为例,验证该方法的有效性。结论该方法解决了小产品衍生设计中形态特征和用户需求的语义匹配问题,并以实例验证了方法的可行性。     

仿生设计之南瓜灯

论述仿生南瓜形态灯具的设计原理,阐述仿生学在工业设计中的运用,结合仿生设计方法和步骤分析仿生南瓜灯具的创意来源、产品造型及设计特点.     

基于拓扑理论的产品仿生形态进化设计方法

目的为了更好地在定量层面控制产品形态仿生设计,快速地获得多种方案,运用拓扑理论和猴王遗传算法,构建出产品仿生形态进化设计方法。方法首先,利用拓扑权值,识别仿生对象的特征要素。然后,对产品形态与仿生对象特征要素进行拓扑相似度评价,以此为适应度函数,应用猴王遗传算法实现高效的产品仿生形态进化设计。结果以"企鹅—水壶"仿生形态设计为例,对该方法进行实例研究,结果表明,它能够比较合理地保留仿生对象特征要素,并且能够较高效率地提供多样化方案。结论在产品仿生形态设计中,充分考虑仿生对象的特征要素,量化产品形态与仿生对象之间的认知距离,再结合进化算法,使产品仿生形态设计更加理性和高效。     

基于荷特征的概念车仿生设计研究

目的荷在开花与结果的生长过程中,呈现出不同的特征,挖掘各个生长阶段的特征,使其应用在概念车创新性设计中,为概念车仿生设计开辟新思维。方法利用仿生设计原理,从形态仿生、功能仿生、结构仿生、色彩仿生四方面,对荷与荷之关联的荷花、荷叶、藕进行形态、功能、结构、色彩的特征分析,让荷花、荷叶、藕的特征与概念车各部位的设计进行对比、分析与糅合。结论对荷的仿生特征进行分析,让其合理运用于概念车的形态、功能、结构、色彩创新设计中,提出了以荷特征为基础的概念车仿生设计方法,为创造出更具有自然特征的概念车提供了途径,为完善概念车仿生设计方法提供了思路。     

基于Grasshopper插件的灯具参数化设计研究

目的通过研究参数化技术在灯具设计中的应用,从而为其发展和实践提供借鉴和指导。方法从用户分析、形态评估、动态分析、生产优化等方面对灯具的参数化设计实例进行研究,验证参数化设计的相关结论以及基于Grasshopper插件的设计流程,并结合案例论证其可行性。结论将参数化设计运用到工业产品设计中,推动工业设计领域的发展,创造出新的设计思维方式和设计流程,从而开创出一种设计新风尚。     

模块划分的榫卯结构在灯具设计中的应用

目的 将我国传统的榫卯工艺与现代灯具产品设计相结合,一方面可以唤起用户对传统文化及交互情感体验的需求;另一方面有利于探索榫卯元素怎样运用到灯具设计领域及在该领域发展的可能性,为灯具设计开发应用提供新的设计思路.方法 从模块划分的产品功能、结构、生命周期三方面入手,根据造型因子分析法选择恰当的榫卯结构结合传统文化造型元素,建立系统的模块榫卯结构设计流程模型.结论 按照模块划分的设计方法,结合传统榫卯文化进行灯具设计尝试,这样既可以丰富灯具产品的设计风格,又关注到用户情感方面的需求.本研究详细分析了榫卯元素与现代灯具设计结合的优势,并通过设计流程模型指导完成了落地灯的设计实例.研究所做的一系列探索有利于提升灯具产品的文化价值,拓展现有灯具市场.     

支持模型重用的三维参数化特征造型

本文提出了三维参数化特征造型的一种新的思路和方法。特征分为广义几何特征和应用特征，应用特征的几何信息可用广义几何特征表示；三维参数化特征建立在浮动基准体系上，在勾画平面上勾画二维参数化轮廓，勾画时可以引用三维模型在勾画平面上的投影，勾画轮廓经过广义扫描生成三维参数化特征，特征的定义过程用过程语义描述；隐式基准和虚索引对象为特征“剪贴”的实现提供了必要的保证，同时特征“剪贴”支持模型的重用、应用特征库的定义和用这些应用特征进行设计。     

基于眼动追踪技术的产品形态仿生设计研究

目的 为有效解决仿生对象造型特征存在的问题。方法 基于仿生设计学和认知心理学等相关理论,运用眼动追踪实验进行产品形态仿生设计,提出一种通过测量眼动数据来确定仿生形态特征的方法。以小型道路清扫车的造型设计为例,选用上海市市花白玉兰为形态仿生对象,运用眼动跟踪实验得出眼动生理数据,对数据进行数理统计后,分析用户对生物外形本征的关注点和兴趣点,提取关键外形的设计因素,以此研究生物外型的典型特性。结论 为产品形态的仿生设计提供一定的参考和借鉴。     

现代产品形态"仿生"设计艺术研究

仿生物形态设计是现代产品形态设计的主要方法之一,重点论述了产品形态仿生设计中的具象艺术与抽象艺术以及产品形态仿生设计中的文化艺术--"意象"设计.     

符号诠释项下产品仿生形态设计方法

目的 探索以诠释项为理论基础的产品仿生设计思路,并将其转化为产品造型仿生设计方法。方法 以仿生设计层次为基础,以皮尔斯符号三性论为切入点,阐述生物、产品在形态符号解释和功能符号解释方面的内容。建立生物对象符号解释和产品对象符号解释间的联系,并以此映射关系为基础,提出产品形态仿生设计的方法。结果 通过符号解释之间的联系,以实践的方式建立鲸鱼与2种不同产品间的联系,分别推导出2款具备典型生物特征且产品类别指示明显的设计方案。结论 仿生产品设计结果作为符号,被指向其生物对象和产品对象,以诠释项为基础建立的产品仿生设计层次关系,将提高生物特征和产品特征融入设计结果中的效率,同时也可以使用户以更准确的方式接收并理解产品所表现出的设计意义。     

水下观测机器人推进器的动态结构仿生设计研究

目的 为了更好地实现水下机器人在海洋牧场观测环境中的低速稳定航行,设计一种水下观测机器人的仿生推进器。方法 结合结构仿生原理提出动态结构仿生设计方法,具体过程包括选择仿生对象、动态结构特征提取、生物特征与产品匹配、产品集成创新设计及设计评价。以水下观测机器人推进器为例,重点模仿蓝斑条尾魟胸鳍波动推进的形态与结构,分步骤完成仿生推进器造型和功能的动态结构仿生设计。结果 通过流体动力学仿真评估,得到波动鳍表面压力分布情况,结果表明波动鳍推进能够产生一定的推力,验证了动态结构仿生设计方法的可行性。结论 该仿生推进器具有低速稳定航行的特点,能够有效提升海洋牧场的观测能力,动态结构仿生设计方法对仿生推进器的结构设计具有借鉴意义。     

基于滤食特征的水面垃圾清理装备的仿生设计与评估

目的 探索海洋水面垃圾清理装备的仿生设计过程和模态分析的有效性。方法 前期采用自上而下的仿生学设计方法,分别模仿河蚌和火烈鸟的独特滤食结构,得出两种水面垃圾清理装备的仿生设计方案,并介绍了基本的设计流程;后期运用有限元方法对两种成果分别进行模态分析。结果 河蚌方案模型的一阶固有频率均低于30 Hz,满足设计要求;火烈鸟方案模型需改进后进行再次评价。结论 仿生设计方法可以为水面垃圾清理装备的设计过程提供参考。此外,采用有限元方法对产品外形、结构进行模态分析,具备有效性。整个设计与评估闭环过程,可以较好地指导仿生创新设计,实现产品的多样化创新。     

可持续理念下藤编家具形态仿生设计研究

目的 为进一步提升产品的可持续性应用价值,提出了可持续理念下产品形态仿生设计路径,以藤家具为研究对象,探寻藤编家具的可持续设计创新。方法 首先,采用文献研究与田野调查相结合的方法,梳理国内外藤编家具的设计研究现状,总结藤编家具行业的现存问题;其次,利用问卷调研法确定用户需求及仿生对象,借助AHP(层次分析法)决策分析原理选择最佳的仿生设计元素,并应用可持续设计策略对藤编家具进行设计创新;最后,采用LCA(生命周期评价)进行设计方案的可持续性评估,确定了综合水平高的方案。结论 通过构建可持续理念下产品形态仿生设计路径,提出产品领域应用的可持续设计策略,并应用于藤编家具设计实践,结合用户调查和专家打分,从元素提取、方案设计和方案评估三个方面验证路径的可行性及有效性,为藤编家具的可持续创新提供新思路。     

产品仿生设计中修辞运用探讨

从语言中明喻、隐喻、转喻等修辞相关理论入手,将修辞的认知和思维模式与产品仿生设计手法联系起来研究,运用实例进行分析和阐释,从而初窥了修辞在仿生产品设计中的妙处,为产品仿生设计提供了一种新的思维模式.     

基于认知耦合的加湿器设计

目的 把认知耦合理论引入产品形态设计中,得出符合认知耦合理论的设计方案.方法 首先通过语义差分法获得产品目标感知意象,依据意象词汇寻找仿生对象,能够同时实现形态耦合和语义耦合;其次通过拓扑结构的方法对生物原型进行特征层次分析,筛选最强特征,通过拓扑权值和拓扑相似度得出最佳仿生形态,最后运用模糊综合评价法评定耦合度,确定设计方案.结果 仿生鹦鹉鱼形态,分析特征拓扑图与结构特征,通过模糊综合评价法确定加湿器设计方案,实现了造型认知耦合与语义认知耦合.结论 将认知耦合理论与仿生设计结合作为此次设计理论总结的设计方法运用到产品设计中,可以满足产品造型需要,也可以满足加湿器的语义需求,这是一种新的设计思路,具有研究意义.     

包装容器形态仿生设计

通过例子分析了仿生设计与包装容器形态之间的密切关系,从具象形态仿生设计和抽象形态仿生设计2个方面,对包装容器形态仿生设计在包装中的应用进行了分析和探讨,以达到创新设计的目的,真正做到实用与审美的统一.指出包装设计中的仿生设计极大地丰富了包装设计的设计方法,赋予了产品鲜明的个性形象,并提升了包装的魅力.     

基于情感仿生的交互设计方法研究

目的为拟合线下用户情感,基于仿生概念提出一种交互设计方法。方法以工业产品仿生设计方法、交互设计一般流程、用户个体心理三分法理论为基础,对移动应用产品中的情感仿生类型和关键特征进行研究。结论归纳出依据视觉细节、执行流程和场景氛围为不同交互设计对象的交互情感仿生类型,提出情感仿生交互设计概念框架和面向执行流程的情感仿生模型,并以音乐移动应用设计实例说明方法的可靠性和适应性,为交互设计师开发产品提供新思路。