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基于綠色技術下的高科技仿生學研究論文

實用文 時間:2021-08-31 手機版

  摘要:邁入20世紀90年代后科學技術進入高速發展,科學的雙刃劍作用也越發明顯。為了達到經濟、社會和生態和諧發展,仿生學再次被重新重視、再發現和再認識。力求在生態哲學指導下的“3R”本質下的綠色技術的指導下,認識到以仿生學為先導的綠色設計的重要性,積極探討出一條發展仿生學的有效途徑,積極實現綠色技術的全面實施,為實現人與自然的和諧發展的實現謀求長久發展之路。

基于綠色技術下的高科技仿生學研究論文

  關鍵詞:綠色技術;高科技;仿生學

  中圖分類號:G811文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2015)07-0306-03

  邁入20世紀的后半期,在信息化和知識化的時代的引領下,在對工業生產的深刻反思下,以力求生態、經濟和社會的和諧發展被時代所召喚。綠色發展的呼喊已經成為時代的主題,以“3R”本質下的綠色技術為指導的“仿生型”高科技技術也得到充分的重視。仿生學師法自然,從大自然中汲取技術發展的新思路,為更好地實現人與自然的生態和諧提供了技術的先導,這樣使得如何更好地使用和研發仿生技術,成為當今時代的技術發展的主題。

  一、綠色技術的內涵

  綠色技術是迫于當代生態哲學要求的技術方法論,是與當代的生態哲學有著同源一體性的。在工業革命后期的環境污染和生態破壞的大背景下,人們開始反思現代的技術文明,如何在享受工業文明帶來的成果的同時又能實現人與自然的和諧共生,提升人與環境在精神層次的教養關系。人類開始逐漸將注意力從只滿足個人的自身需求往謀求個人與環境的共同繁榮。綠色技術是這種生態哲學在技術層面上的反應。

  (一)綠色技術的本質

  綠色技術是一種環境友善的技術。這種技術要求產品從設計到整個產品使用壽命的終結,都要充分考慮到該產品對生態的影響,這完全有別于傳統的技術。綠色技術的核心是強調產品從設計生產消費以及到最后的生命的終結,都要體現對環境和生態的保護。在傳統設計的設計過程中市場的因素成為主要的考量標準,產品是為了市場而生產,產品好壞的檢驗標準也趨于單一,強調其在市場的歡迎程度和市場份額的占有率。而綠色技術的要求在注重產品的市場價值的這一基本前提下,開始更多地關注產品對環境的影響。綠色技術是一種將產品的生命周期與生態系統相聯系的環保技術,強調的是產品除了其商業價值之外,還要承擔生態環保的綠色價值,是一種從搖籃到再生的過程。這種綠色的設計方法本質特征就是“3R”—reduce(減量)、reuse(重復利用)、recycle(循環)。“3R”技術的哲學依據主要包括了減量與異構同功原理、重復利用與生態系統層次結合度的遞減原理、循環與生態系統的閉路循環原理。

  (二)綠色技術的意義

  減量原則,顧名思義就是減少廢棄物的數量。很多國家和地方都主張和提倡在源頭上實現廢棄物的控制。減量原則的深刻含義是多層次的,主要的就是減量和節能。在生態哲學的背景下,減量原則的深刻的仿生學原理是異構同工。這個指導思想使得仿生學重新被提高到一個新的高度。自然界經過數億年的發展,其結構都給我們很好的啟迪。我們可以師法自然,以達到降低消耗。例如我們利用王蓮的葉子結構減少了建筑物的耗材。同樣地在生物的生態系統中,同一種生物被多種生物所降解。在系統的閉路循環的系統中,實現物質的多次利用,生產者、消費者和分解者通過多向的流動達到無機物與有機物的循環再生。這種思想要求我們再設計產品時注意到對事物的'多次重復利用。而在高科技仿生學的指引下,生物進化過程中的身體結構給我們提供了這種啟迪。動植物的精致的結構耦合為重復利用開辟了新的途徑。這種周而復始的重復利用構成了第三個原則循環。生態哲學指導下的綠色技術就是一種基于“3R”技術本之下的綠色技術,它的核心是強調一種節約型技術,做到系統結構和功能的最佳耦合,是產品具有與生命和生態系統一樣的生命。我們賦予產品以生物的屬性,這使得我們也有了從生物中獲取生產技術的啟迪提供了前提的條件。

  二、綠色技術下仿生學的內涵及發展途徑

  從綠色技術的本質看,“3R”技術下的綠色技術要求我們要做到有更高的結構耦合,更為精致的系統耦合和更為精妙的功能耦合。在這種綠色技術的要求下,高科技仿生學技術成為突破這一技術瓶頸的重要手段,高科技仿生學也再次成為一種技術發展的突破點。從歷史的維度看,人們對仿生學的探索去由來已久。在文藝復時期,達芬奇就開始了對飛行的探索,他模仿鳥類設計和制造了一架撲翼機,這是開創了人類歷史上第一架人造飛行器。在中國,關于師法自然的思想在《韓非子》的書中記載了魯班用竹做鳥的嘗試。可見關于仿生的思想在中西方文明中都是源遠流長的。而仿生學的真正形成和發展卻是在20世紀中期。

  傳統的工業設計是工業時代的象征,它的研究核心是——產品,主要從經濟、社會、技術的角度針對產品的形態、功能、色彩、裝飾、材料、表面處理等諸因素進行綜合的處理。工業設計中的仿生學應用是以仿生學理論為指導,運用工業設計藝術與科學相結合的思維與方法,從人性化的角度,不僅在物質上,更是在精神上追求傳統與現代、自然與人類、藝術與技術等多元化的設計創新和融合。工業設計中的仿生一般從形態設計、結構設計、色彩設計、質感和肌理設計等幾個角度展開。

  產品設計的核心是產品形態造型形態設計。設計師的設計理念主要依附于產品形態來體現,通過對特定產品形態的設計來建立與使用者情感、思想等方面的溝通。應用了仿生學設計的產品造型形態設計,是以自然界中數不盡的生物形態作為設計創意點,是設計師取之不盡的形態素材,可以為產品形態設計的創新提供新鮮的血液與營養。仿生學在工業設計中結構設計的應用主要體現在對自然界各種生物體、物質所存在的內部結構原理的分析和研究上。在感性認識的基礎上,除去無關因素,并加以簡化,提出一個生物模型,用模型模擬生物結構原理。目的是研究生物體本身的結構原理以便于在工業設計中應用。


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