向自然學習仿生設計

刊登日期:2012/9/5
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面對浩瀚的宇宙,無知人類始終無懼地持續著創造發明的活動,運用豐富的想像力,設計出種種的人造物,或滿足實用功能,或具現社會價值,或反映思維主張,或強調心靈感性。傳說中魯班因為被茅草葉緣劃傷手指而發明了鋸子;15世紀末達文西就嘗試解析鳥類,草繪飛行輔助裝置;19世紀末到20世紀初的新藝術運動(Art Nouveau),更將植物型態、結構應用於各式建築與產品上。事實上,有太多的靈感或構想受到了自然界的啟發,因為地球上經過數億年的天擇與演化,早已發展出許多最適切的生存特徵,例如鷹眼、螺體、芒刺、鷗翼、蜂巢結構、昆蟲複眼、吸盤機制、蓮花效應、蛛絲柔韌性、蛋白質纖維等,無論是造形、材料、結構、程序、系統或運動模式,我們不時在借鏡、類比或複製自然,發掘出可供參考應用的資源,藉以形構出適切的合成世界,而我們將這種手法稱之為「仿生」。仿生並非全然創新的觀念,50年代美國學者Otto Schmitt提出Biomimetics,60年代Jack E. Steele提出Bionics,皆指出人類可以藉由瞭解並參照生物的造形、結構、功能和系統原理,來研製新的材料、機械或技術,或解決相關的難題。例如,日本帝人纖維株式會社(Teijin Fibers Limited)就參考蝴蝶翅膀的鱗片微觀結構及其光反射原理,輔以奈米科技,成功研發具環保價值的光顯色纖維「Morphotex®」,不必使用化學染料,有助於各種織品設計應用。由Speedo公司推出的鯊魚裝,研究鯊魚表皮覆滿盾鱗,鱗片間的導流溝槽具有良好的流體減阻效果,經過模擬應用在泳衣上,可提高游泳選手的成績。西班牙建築師Santiago Calatrava的設計,常捨棄一般隱藏建築結構的做法,而以外露骨架來界定空間,力學美感的創意就源自植物、鳥翼與動物骨骼。


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