導語：形態(tài)安全屬性與創(chuàng)新設計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：目的產(chǎn)品設計為形態(tài)學的外在表現(xiàn)，安全為形態(tài)學的基本屬性。深入剖析形態(tài)的安全屬性，構建面向安全的產(chǎn)品創(chuàng)新設計體系，在滿足用戶需求的同時，生成產(chǎn)品的創(chuàng)新設計解。方法從歷史的角度研究形態(tài)學的安全屬性的源流與表現(xiàn)，分析安全屬性的物質(zhì)與精神層面，從結構和色彩兩個維度剖析設計形態(tài)的物質(zhì)需求與精神需求的耦合統(tǒng)一，提出綜合考慮安全屬性的設計形態(tài)創(chuàng)新方法，以面向安全的創(chuàng)新設計，指導設計實踐的發(fā)展方向；并以視覺假體創(chuàng)新設計為研究案例，詮釋基于安全的設計形態(tài)創(chuàng)新設計。結論提出的方法與設計實踐，以安全為主導思想，通過形態(tài)的具體表現(xiàn)，滿足物質(zhì)與精神的雙重需求，關注以人為本的可持續(xù)性發(fā)展，有效指導了面向安全的創(chuàng)新設計。

關鍵詞：形態(tài)學；安全屬性；創(chuàng)新設計

在產(chǎn)品設計需求不斷被提高的今天，關于設計與安全的問題同樣受到關注。設計形態(tài)中“安全”屬性是設計核心要素，設計面對的不僅是日常應用，而且被提升到關系人類發(fā)展延續(xù)的生命體中。在當下的設計形態(tài)研究中，如何面向安全的創(chuàng)新設計發(fā)展是人們需要面對、探討、研究和解決的問題。近現(xiàn)代國際科學領域中，“形態(tài)”這一概念，被賦予更多的衍生意義，而“形”與“態(tài)”的界定，是基于人為形態(tài)的可視性方面與非可視性方面進行的對應性研究，由此厘清有關于人為形態(tài)創(chuàng)作的機理。設計師通過材料、色彩、結構等方式塑造設計作品可視性的“形”，同時通過“形”深入發(fā)掘“態(tài)”所呈現(xiàn)的內(nèi)涵，這是設計界必然需要深入研究、分析的領域。形態(tài)的安全屬性是設計領域思考的先決性因素。

1安全屬性的物質(zhì)與精神層面

1.1安全屬性的物質(zhì)層面。馬克思主義哲學中的“物”有三種形態(tài)：從認識的角度，是指事物；從本體論出發(fā)，是指物質(zhì)；從唯物使觀看，是指社會存在[1]。這里主要取本體論，物質(zhì)之意，探究設計中由物質(zhì)形態(tài)引發(fā)的安全思考。2015年據(jù)英國《金融時報》報道，在德國大眾汽車公司的一家工廠中，機器人“出手”殺死了一名工作人員，有關設計的安全問題再次引發(fā)熱議。這名不幸身亡的工作人員是大眾的承包商，事發(fā)時正與同事一起安裝機器人，但機器人卻突然抓住他的胸部，然后把他重重地壓向一塊金屬板，最終導致這名工作人員因傷重不治身亡。然而，由于事發(fā)時這名工作人員正在安裝機器人，所以他在安全籠中，而他的同事站在籠外，卻沒有受傷。這個機器人在整件事情中沒有出現(xiàn)技術故障，也沒有遭到損壞。“物”的創(chuàng)造和使用主體均為“人”，人在面對造物時，要遵循的第一原則即為“安全”。產(chǎn)品創(chuàng)造從物質(zhì)本身出發(fā)，通過各項條件的組合，保持產(chǎn)品系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，結合審美因素，構成物質(zhì)本身所能提供給使用者的本體安全效應。例如，在生產(chǎn)過程中若某一基礎環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障或協(xié)調(diào)性誤差，設計安全的穩(wěn)定鏈接就會被打破，物質(zhì)本體也將帶來安全隱患。1.2安全屬性的精神層面。布魯諾•賽維總結象征主義的移情作用論（Einfuehlung）關于形式的心理作用，認為建筑只是制造某種預定的人類反應的一個機器而已。例如他們認為水平線讓人體驗到一種內(nèi)在感、合理性、理智；垂直線象征著崇高，代表著果斷有力；螺旋線表示升騰、超脫；立方體顯示肯定感；圓給人以平衡感、控制力，一種掌握全部生活的力量；球體代表完滿[2]。由此，不同形態(tài)的設計，會給人不同的心理暗示，《設計心理學》一書借鑒了W.H.梅奧爾所著的《設計原則》中關于“物質(zhì)心理學”的概念和事例，指出“物質(zhì)心理學”應該是研究物品預設用途的學問。預設用途是指物品被人們認為具有的性能及其實際上的性能，主要是指那些決定物品可以作何用途的基本性能[3]，而設計師根據(jù)預設目標受眾的心理情感反應，設計出形態(tài)與之匹配的產(chǎn)品，從而引起良好的心理反應。石器時代“人面魚紋盆”，見圖1，器物口徑為339.8cm，繪畫表現(xiàn)為內(nèi)壁彩繪，描繪對象為“人面”與“魚”，將“人面”取幾何造型并與“魚”圖形相結合。在多處發(fā)掘中均出現(xiàn)石器時代的帶有“魚”圖形的彩陶器皿，可以從中發(fā)現(xiàn)當時人類生活與魚之間的關系。在物質(zhì)生活相對匱乏的時代，魚作為主要食物來源或繁衍的象征意義的對象，以圖案的形式出現(xiàn)于器物之上，所帶來的不僅是形式上的豐富，而且是心靈情感上的安全與滿足。

2設計形態(tài)的安全屬性

2.1結構設計形態(tài)與安全。早在中國石器時代所使用的石器工具的設計中，已存在明顯的安全意識[4]。舊石器時代石斧見圖2，在形態(tài)設計中，器物一端為幾何狀尖厲口，另一端的手持部分設計為有相對弧度的把手，既保證了使用安全，又符合了人體力學的設計理念。西方古羅馬時期建筑萬神廟（又名萬神殿），見圖3，始建于公元前27年，是一座希臘圍柱式長方形建筑。由于古希臘建筑材料為石材，梁柱結構無法承受如此大的重量，所以從安全角度來看，古希臘圍柱式建筑，柱之間的距離都不會很大，從結構上保證了建筑設計的安全性。根據(jù)這個設計理念，公元2世紀，古羅馬哈德良皇帝在原神廟的基礎上徹底改建萬神廟，把它建成羅馬特有的穹隆圓頂形建筑。公元3世紀，古羅馬皇帝卡拉卡拉在圓形神廟前建了一座與其相連的長方形神廟，并將長方形建筑作為這個神廟的入口。萬神廟圓形大殿上覆蓋著一個直徑為43.5m的大圓頂，為了支撐屋頂，大殿的墻厚6m多。圓頂用磚和三合土砌成，為了減輕圓頂?shù)闹亓浚蓓斣酵暇驮奖。⒃趫A頂?shù)膬?nèi)部做了深深的凹形方格。由此可見在設計形態(tài)中，物質(zhì)的安全屬性與結構和材料是密不可分的。2.2材料應用與安全。設計是人的造物活動，造物一定是以形態(tài)的形式存在的，而構成形態(tài)的密不可分的要素即為材料。木材、石材、塑料，金屬等不同的材料賦予產(chǎn)品不同的特性，產(chǎn)品的安全屬性是設計材料選擇的根本[5]。中國早期建筑大量使用木材，一是因為木材分布廣、易建造，并且具有較好的抗震性，保證了建筑的安全性；同時，木材榫卯結構的發(fā)明與使用，進一步提高了木建筑的結構設計的安全性，體現(xiàn)著中國古代工匠智慧的結晶。當然，木材在原料上雖具備天然的優(yōu)勢，但與石材相比，耐火性、堅固度相對較差。19世紀初，鋼筋混水泥的發(fā)明解決了這些問題，法國著名建筑師奧古斯特•佩雷以鋼筋混水泥作為主要材料，完成了巴黎富蘭克林路25號公寓、香榭麗舍劇院和蘭斯圣母大教堂的設計，從設計安全的角度證明了鋼筋混水泥在現(xiàn)代建筑中的決定性作用。現(xiàn)代建筑芝加哥學派，“摩天大樓之父”路易斯•沙利文對于建筑的設計理想也正是基于此材料[6]。通過以上案例，說明新材料的不斷演進推動著設計的不斷創(chuàng)新，而導致新材料在設計領域大量應用的一個不容忽視的內(nèi)因是安全性。人們對設計安全的持續(xù)追求，導致了新材料在設計過程中的應用與推廣，同時也推動了設計風格的演變與設計形態(tài)的變革。2.3色彩設計與安全。設計形態(tài)中色彩使用的準確性，是安全屬性的重要因素之一。色彩心理學的研究由來已久，不同的色彩會影射出的不同心理反應：紅色—激情、熱烈，黃色—明亮、溫暖，藍色—自由、放松，紫色—浪漫、幻想，黑色—冷漠、壓抑、神秘等。設計創(chuàng)作中，色彩的設定，可根據(jù)使用者的預設性反應，例如室內(nèi)墻面的白色、機車的黑色等。設計中色彩與安全之間具有潛移默化的聯(lián)系，準確的色彩使用可有效減少產(chǎn)品的安全隱患。考慮安全的色彩設計的經(jīng)典案例是英國倫敦菲里埃大橋的設計。它的著名并不僅因大橋本身的雄偉壯觀，而且因為經(jīng)常有人跳橋自殺，所以曾被人稱為“自殺大橋”。后來倫敦市政府嘗試聽取醫(yī)學家普里森博士的建議，將橋身從黑色粉刷成為藍色，當年跳橋自殺的人數(shù)銳減56.4%。這個案例是典型的色彩設計，無疑通過色彩的調(diào)和，可以影響人的情緒，緩解其潛在的心理壓力。

3綜合考慮安全屬性的設計形態(tài)創(chuàng)新

3.1需求分析與安全屬性的確定。任何時代與環(huán)境條件下的設計，安全是永恒的設計主導思想。當今時代，創(chuàng)新設計面臨著各種挑戰(zhàn)與發(fā)展機遇，設計師需要面對眾多問題。因此，有必要通過設計形態(tài)中的結構、材料、色彩的具體表現(xiàn)，滿足用戶物質(zhì)與精神的雙重需要，從而建立起面向安全的創(chuàng)新設計框架，見圖4。安全作為產(chǎn)品設計的先導因素，貫穿于設計師的設計構想與整個設計過程之中，最終使設計形態(tài)表現(xiàn)滿足使用者物質(zhì)與精神的雙重需求[7]。美國著名建筑師、工業(yè)設計師，埃羅•沙里寧，1948年創(chuàng)造了子宮椅（WombChair），見圖5，在產(chǎn)品命名上就可以讓使用者認知并感受到充分的“安全感”；在設計形態(tài)表現(xiàn)中，設計師經(jīng)過反復的物理、力學、人體工學等實驗完成設計結構，用嚴謹?shù)目茖W態(tài)度對待產(chǎn)品設計。子宮椅主體采用玻璃鋼材質(zhì)，由模具出模成型，材質(zhì)堅固不易變形；表面選用絨布，坐墊為彈性海綿，溫暖、柔和；椅腳采用純不銹鋼材質(zhì)，達到了鏡面的效果。整個椅子設計細節(jié)的處理舒適、優(yōu)雅、時尚[8]，使用戶在體驗過程中無意識地產(chǎn)生減壓的生理和心理效應，似乎在母親子宮內(nèi)，獲得充沛的安全感。3.2面向安全的創(chuàng)新設計形態(tài)。人是社會發(fā)展的主體，面向安全的創(chuàng)新設計是以物質(zhì)與精神層面為基礎，以適應人類的生存與發(fā)展，觸發(fā)人們美好的體驗感受為目標，啟迪人們對未來的渴望，使人們關注可持續(xù)發(fā)展對人類未來的影響，在人們享受生活、創(chuàng)作生活的同時，珍惜未來生態(tài)與人類共同發(fā)展的命運體[9]。從地球的概念來看，“合適”又有著超越國家和地區(qū)的闡釋。地球作為人類與其余生態(tài)共有的一個生態(tài)圈，它要求設計從可持續(xù)發(fā)展的角度來向人提供合適的產(chǎn)品，任何無視資源浪費、環(huán)境污染、沒有節(jié)制的物品都應該被拒絕[10]。20世紀八九十年代美國通用公司汽車總造型師厄爾，其設計風格奔放流暢，富有創(chuàng)新精神，開創(chuàng)了戰(zhàn)后汽車設計中的“高尾鰭”風格和流線型外型風格，對戰(zhàn)后乃至今天的汽車設計都產(chǎn)生了重要的影響。然而對于其而言最著名的不僅于此，他還提出并通過了“有計劃的廢止制度”，分別是：功能性廢止、款式性廢止、質(zhì)量性廢棄。設計師通過此制度，目的是吸引消費者因新鮮感而購物，實現(xiàn)利潤最大化。此設計最大受益者為制造商，對于社會而言，刺激了人們物欲虛榮心的膨脹，不但沒有滿足使用者物質(zhì)與精神的需要，反而滋生了“用畢即棄”的消費主義精神。1972年前后的能源危機中，日本汽車憑借其獨特的設計理念迅速占領市場，1980年日本取代美國，成為世界汽車生產(chǎn)的第一大國。在具體設計形態(tài)上，日本汽車外型簡單、采用大量的弧線、內(nèi)飾精美、噪音小、做工精良；在能耗上，注重節(jié)能減排，大部分使用復合材料制造車身，自重低，發(fā)動機負擔相對較小，油耗低，適應可持續(xù)發(fā)展的設計原則；在安全問題上，性能優(yōu)越，日本汽車利用鋼板薄、接口多、復合材料易碎和人體柔軟的特點，當外力侵襲時，車身破碎、車架接口斷裂都成為外力吸收的承載體，從而保護柔軟的人體。設計的更替一定是以人為核心主體，安全為設計前提，是物質(zhì)與精神需求的耦合統(tǒng)一。關注人類可持續(xù)性發(fā)展，成為創(chuàng)新設計發(fā)展的主要方向。

4面向安全的設計形態(tài)創(chuàng)新實踐

4.1創(chuàng)新設計形態(tài)與安全分析。創(chuàng)新的實質(zhì)是創(chuàng)新思維的形態(tài)學表達，其理論基礎是設計形態(tài)學。創(chuàng)新設計形態(tài)與安全分析，強調(diào)安全主旨思想下的系統(tǒng)理論體系、強調(diào)多學科交叉、強調(diào)創(chuàng)新、強調(diào)應用、強調(diào)心理安全。建立安全驅(qū)動下的創(chuàng)新設計形態(tài)分析包括：創(chuàng)新設計形態(tài)的物質(zhì)安全分析、創(chuàng)新設計形態(tài)的心理安全分析、創(chuàng)新設計形態(tài)的安全評價標準[11]。創(chuàng)新設計形態(tài)的物質(zhì)安全分析。一是建立仿生學、美學、人體工學、材料學、建筑學、生物學、機械學、醫(yī)學等多學科交叉的知識體系，從中提取產(chǎn)品創(chuàng)新設計元素，例如橋梁設計所采用的，仿生學的結構與形式、材料學的物理因素、美學的視覺呈現(xiàn)等[12]；二是基于設計師自身設計經(jīng)驗，強調(diào)形態(tài)創(chuàng)新設計的同時，滿足功能性與使用性的基本物質(zhì)安全屬性；三是從用戶使用感出發(fā)，在功能性設計解，也就是面向功能的設計方案的基礎上，獲得產(chǎn)品形態(tài)設計中，產(chǎn)品的使用性安全設計解，最終通過設計解的非功能性優(yōu)化與表達，獲得滿足設計師內(nèi)在功能需求和外在使用行為的產(chǎn)品形態(tài)安全設計解，保證設計師對產(chǎn)品“形”與“態(tài)”需求的統(tǒng)一。創(chuàng)新設計形態(tài)的心理安全分析。一是從設計師自身的內(nèi)在心理安全需求出發(fā)，通過科學提取設計師內(nèi)心模糊的安全需求，以及設計知識功能相關性分析，獲得創(chuàng)新形態(tài)設計中產(chǎn)品安全設計解；二是從設計師對產(chǎn)品在特定情景下的使用行為心理安全需求出發(fā)，提取設計師給予產(chǎn)品的心理安全設計解，達到設計師與用戶之間創(chuàng)新設計形態(tài)心理安全的耦合，并通過心理暗示等情感元素獲得使用心理上的安全感滿足。創(chuàng)新設計形態(tài)的安全評價標準。建立客觀量化和主觀心理安全標準相結合的評價機制。一是建立客觀產(chǎn)品評價體系，引入國家產(chǎn)品安全標準，建議加強對創(chuàng)新產(chǎn)品物質(zhì)屬性檢驗標準的規(guī)范，客觀評價設計創(chuàng)新形態(tài)的物質(zhì)安全；二是在物質(zhì)安全的基礎上，根據(jù)設計心理學內(nèi)容，界定心理安全范圍，引入產(chǎn)品心理安全評價體系，讓產(chǎn)品在投入市場前，進行試用者心理評價，測量產(chǎn)品用戶心理安全指標，達標后方可投入市場。4.2創(chuàng)新設計實踐案例與設計形態(tài)分析。接下來以筆者主持的國家973計劃課題的視覺假體創(chuàng)新設計作為研究案例，詮釋基于安全的設計形態(tài)創(chuàng)新設計[13]，見圖6。視覺是人類認識客觀世界、感知美與和諧的重要途徑，大腦所接受信息的70%以上來之視覺。從產(chǎn)品需求與產(chǎn)品形態(tài)角度進行分析，需求對象為視覺殘障人士，滿足特殊人群在以安全心理為主導下的物質(zhì)層面與精神層面需求。物質(zhì)層面以滿足其視覺需要為核心，輔以眼動需求，并避免手術產(chǎn)生的高風險；精神層面上，產(chǎn)品需要滿足用戶作為障礙人士的特殊心理要求，即滿足其自信、美觀與交流渴望的需求。傳統(tǒng)視覺假體以安裝在視覺殘障人士上的攝像頭為視覺點，使用電極刺激視神經(jīng)，但在實際操作過程中，手術植入存在一定的安全隱患，同時外掛的電線影響美觀，導致安全與美學形態(tài)都沒辦法得到滿足。筆者課題組在視覺假體創(chuàng)新設計中以安全原則為基礎，發(fā)明了一種模擬眼球運動和視覺信號采集功能的視覺假體裝置：采用內(nèi)殼體、外殼體模擬眼球外形的機構[14]，利用單輸出微電機和雙輸出微電之間的配合實現(xiàn)視覺假體旋轉功能，解決“眼動”的物質(zhì)安全需求；將微攝像頭和微藍牙模塊置于人工眼球內(nèi)，將信息數(shù)據(jù)無線傳輸進行處理和反饋控制，符合人體工學，解決了“視覺與手術高風險”的物質(zhì)安全需求。在產(chǎn)品外觀設計形態(tài)方面，采用了黑色鏡架模式，將微電子攝像頭置于鏡架中，此結構設計使用戶使用便捷，墨色鏡片設計提高了用戶的審美需求，從而建立起殘障人士自信、樂觀的心理健康要素。視覺假體創(chuàng)新設計實踐改善了植入者的視覺感受，提高了其完成視覺任務的能力，綜合考慮了用戶體驗、審美功能與實用功能，以眼鏡為媒介，通過傳感，解決了技術驅(qū)動創(chuàng)新中的美學問題，視覺假體創(chuàng)新設計模型見圖7。面向安全的設計形態(tài)創(chuàng)新，是機械、電子、材料、藝術、人文等眾多學科的融合設計，這是新形勢下對設計的跨學科要求。因此，研究多學科融合的面向安全的創(chuàng)新設計，具有重要的研究意義。

5結語

唐代文人劉長卿信步?jīng)_沖拜訪山中一位道人，不想對方并不在家，于是寫下“一路經(jīng)行處，莓苔見履痕。白云依靜渚，春草閉閑門。過雨看松色，隨山到水源。溪花與禪意，相對亦忘言”[15]。“過雨看松色，隨山到水源。溪花與禪意，相對亦忘言”本是生活中不愉快的體驗，可當“雨、松、溪花、禪意”交織在一起，便在幽溪深澗中領悟人生，在搖曳的野花中領略清幽，使作者感受到了另外一番美好的精神體會。生活亦是如此，本沒有處處完美的境況，可當科技的進步使“創(chuàng)新設計”以順應人類發(fā)展姿態(tài)的出現(xiàn)，滿足人們安全、舒適、美好、和諧的物質(zhì)需求與精神需求，人們的心境自然也就得到了舒展。形態(tài)的安全屬性是設計的基礎，形態(tài)的創(chuàng)新發(fā)展是設計的未來，新時代下面向安全的創(chuàng)新設計，不僅服務于人們生活的方方面面，同時啟迪著設計師對創(chuàng)新設計的思考，面向安全的創(chuàng)新設計已然成為“使生活更美好”的橋梁。

作者:王伶羽 胡潔 單位:上海交通大學