仿生学群智能行为指导产品设计研究

发布时间：2017-06-28 18:06

  本文关键词：仿生学群智能行为指导产品设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人类创造性活动的发展,始终离不开自然界给予我们的灵感,仿生学所提倡的向自然学习的理念也由此而来。本文通过分析仿生学在产品设计领域应用的现状与问题,开拓从行为层面进行产品仿生设计的新视角。提出不仅可以从生物表象进行产品仿生设计,还能够以群智能行为作为仿生对象,结合相关领域仿生学创新方法和产品设计专业特点,构建适用于产品设计的群智能行为仿生设计方法。在研究分析阶段,本文概括了进行群智能行为产品仿生设计研究的意义,综述了仿生学、仿生设计、产品设计方法和群智能研究的现状以及前景,明确当前研究存在的问题,确定本文的主要研究内容。分析群智能行为的涵义,阐述了群智能行为的主要特点。通过比较研究群智能行为模式与产品设计,构建群智能仿生适用于产品设计的一般方法。以蜂群觅食行为作为研究模型,缩小群智能研究对象的范围,提出了可视化的群智能行为仿生设计模式,为更多产品设计协同群智能行为模式提供方便。在设计实践部分,本文以蜜蜂觅食行为作为生物模型,以协作式灾难搜救无人机组作为产品模型,进行产品行为仿生设计的实践研究。以二者功能、行为之间的相似性作为仿生学指导设计实践的基础。从设计调研工作中了解到产品行为流程优化对于灾难搜救产品的重要性。通过相关产品调研与趋势分析,得出协作式搜救无人机组的设计需求,以模块化的设计手法解决群智能提出的设计需求。最后经过产品原型构建与测试最终完成的仿生产品设计实践。本文以理论与实践论证所提出的方法与模式的可行性,并展望可行的产品设计实践方向。提倡以理论创新引导产品设计实践创新,促进产品仿生设计多样化发展,优化产品的执行策略,推动产品设计走向高效和智能化。
【关键词】：仿生学 群智能 产品设计方法 行为模式 无人机组
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB472
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 研究的目的和意义11-12
• 1.3 国内外仿生研究概述12-14
• 1.4 研究基本参照与方法14-15
• 1.5 本文主要内容及研究框架15-16
• 第2章 基于仿生学的产品仿生设计16-29
• 2.1 仿生学研究概况16-18
• 2.2 仿生学研究对象18-21
• 2.2.1 形态结构仿生18-19
• 2.2.2 行为进化仿生19-20
• 2.2.3 生态系统仿生20-21
• 2.3 产品仿生设计概述21-24
• 2.3.1 仿生设计学定义与研究对象21-22
• 2.3.2 产品仿生设计发展历程22-24
• 2.3.3 产品仿生设计的现状反思24
• 2.4 形式结合行为的产品仿生设计24-28
• 2.4.1 仿生学行为层面的可仿生性24-25
• 2.4.2 产品行为仿生的结合点25-26
• 2.4.3 行为仿生设计案例分析26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 群智能研究与产品仿生设计研究29-44
• 3.1 群体行为与群智能研究29-31
• 3.1.1 社会性动物的群体行为29-30
• 3.1.2 群智能行为及其可仿生性30-31
• 3.2 结合群智能行为的产品设计开发31-34
• 3.2.1 群智能产品研究现状31-33
• 3.2.2 群智能仿生产品设计应用的探索33-34
• 3.2.3 群智能仿生产品设计开发的前景展望34
• 3.3 产品群智能仿生设计方法的理论基础34-40
• 3.3.1 仿生创新方法研究34-35
• 3.3.2 仿生设计方法比较35-37
• 3.3.3 方法构建的针对性参照37-40
• 3.4 产品群智能仿生设计的一般方法40-43
• 3.4.1 构建群智能产品仿生设计方法的必要性40
• 3.4.2 设计导向性设计方法构建40-42
• 3.4.3 生物导向性设计方法构建42-43
• 3.5 群智能仿生产品设计思维的指导意义43-44
• 3.6 本章小结44
• 第4章 生物导向型仿生设计方法指导产品设计44-52
• 4.1 产品的群智能化仿生设计44-46
• 4.1.1 群智能化仿生设计的涵义44-45
• 4.1.2 群智能仿生的主要内容45-46
• 4.2 可视化蜜蜂觅食群智能行为模式构建46-50
• 4.2.1 模式构建的准备阶段46-47
• 4.2.2 分析构思阶段47-48
• 4.2.3 简化与完善阶段48-49
• 4.2.4 可视化模式的设计与表达49-50
• 4.3 行为相似性对照50-51
• 4.4 目标产品定位51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 智能搜救无人机仿生设计实践52-82
• 5.1 民用无人机设计调研52-63
• 5.1.1 搜救与无人机编组需求分析52-54
• 5.1.2 民用小型无人机的市场调研54-57
• 5.1.3 无人机的智能化设计趋势57-60
• 5.1.4 智能搜救无人机产品设计建议60-63
• 5.2 群智能搜救无人机组的仿生设计过程63-68
• 5.2.1 群智能搜救无人机组设计要求63-65
• 5.2.2 群智能-产品行为相似性推敲65
• 5.2.3 相应技术支持65-68
• 5.3 搜救无人机组的蜂群智能化设计实施68-75
• 5.3.1 设计定位68
• 5.3.2 设计方案构建68-72
• 5.3.3 设计细节优化72-75
• 5.4 设计原型构建与测试75-81
• 5.4.1 行为流程规划与产品三维原型75-79
• 5.4.2 产品原型测试与优化79-80
• 5.4.3 产品交互模式与附件80-81
• 5.5 本章小结81-82
• 结论82-84
• 参考文献84-87
• 附录87-88
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单88-89
• 致谢89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 马泽群;苟锐;黄强苓;;仿生设计在工业设计领域的困境及策略[J];包装工程;2013年20期

2 陆博迪;孟迪文;陆鸣;赵京轶;谢周敏;杨建军;;无人机在重大自然灾害中的应用与探讨[J];灾害学;2011年04期

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4 张];;浅谈仿生学在工业设计中的应用[J];广东轻工职业技术学院学报;2008年01期

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  本文关键词：仿生学群智能行为指导产品设计研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：494774