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．
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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Ｔｅ ｒ ｏｌ ｉｂ ａ ｄ ｉ ｅ ｗ ｒ ， ｈ ｈ ｅｇ ｏ＂ ｔ ｂ ｋ ａ ｒ ｎ ＂ ｎ ｉ ｈ ｎ ｇ ｌ ｗ ｒ ｗｌ ｅ ａ－ ｓ ｎｄ ｏｄ ｉｗ ｉ ｔ ｄｓ ｎ ｒｕ ｃ ｔｎｔｅ ａｄ ａ ｔ ｉｅｒ ｈ ｆｕ ｕ ｅ ｄ ｌ ｍ ｅｇ ｔ ｎ ｌ ｎ ｃ ｈ ｉ ｆ ｅ ｒ ａ ｏ ｕ ＂ ｍ ｓ ｔ ａ ｅ ｎ ｅ ｐｒｏｎｔｅ ｉｔ ｓ ｎ ｉｎａｐ ａｈ ｕ ａ ｂｉ ＇ｓ ｔｎｂ ｄｖｌ ｍ ｎ ａ ａ ｒ ｓ ｉ ｉ ａｔ ｒ ｃ ｏｈｍ ｎ ｇ ｕ ａ ａｌ ｅｅ ｐ ｅｔ ｔ ｆ ＂ ｅ ｆ ｕ ｈ ｇ ｃ ｐ ｏ ｆ ｅ ｓ ｉ ｅ ｏ ｎ ｓ ． Ｋ ＹＷＯ Ｄ Ｂｏｉ Ｄ ｓ ｎ Ｓｓｉ ｂ Ｄｖｌ ｍ ｎ Ｅｖｏｍ ｎ Ｅ Ｒ Ｓ ｉ ｃ ｅｇ ， ｔｎ ｌ ｅｅ ｐ ｅｔ ｎｉｎ ｅｔ ｎ ， ｉ ｕ ａ ａ ｅ ｏ ， ｒ
（ 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 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