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他们设计程序,程序设计产品

第一财经周刊 2013-08-16 17:03:00

责编:群硕系统

一家名叫“神经系统”的设计公司运用仿生原理、编程和3D打印构建了工业设计的新世界。

 

Nervous System的创始人Jessica和Jesse,他们站在自己设计的Xylem系列吊灯下。Xylem是植物生成叶脉的重要组织。

用户可以根据程序自行设计首饰的样子,其中的变量控制非常直观。

为什么每片叶子的脉络都不一样?尽管生物学家还在为这个问题争论不休,但设计师们已经从中得到灵感。

Nervous System是一家位于马萨诸塞州的设计公司,因为通过模拟树叶脉络的形成原理设计了一系列手镯、耳坠、吊坠、胸针首饰而名声大振。它们的设计特别之处在于,这些首饰都是由程序创造出来的。这个程序能模拟细胞生长的过程让设计自动生成,就像大自然并不是直接创造一片片树叶,而是让一个复杂的细胞生长系统去孕育这些生命一样。最终的结果就是,这些产品完全颠覆了传统意义上的首饰,并且每一件都独一无二。

仿生设计并不是一个新概念。比如在莱特兄弟之前,所有关于飞行器的设计几乎都建立在“仿生”基础之上。而近来仿生设计重新被提及并成为一种新的趋势——生物模拟(Biomimicry)——它更多来自设计思维的创新,工程师和设计师们正在学习用生物学家的视角去看世界。

最近的案例还包括颜料公司ChromaFlair在2007年根据蝴蝶翅膀的色彩效果研发出了一款折射涂料,不同的厚度会产生不同的颜色,Chanel、欧莱雅等公司都采用了这个涂料。摩托罗拉也从龙虾软硬结合的外壳上得到灵感设计了一款手机。此外,一些前卫的学校也开始将生物模拟设计纳入课程。

但和上面提及的几家公司不同,Nervous System试图将大自然规律本身变成一件商品。这个过程的第一步是研究规律本身,然后把它变成代码。

Nervous System的两个创始人Jessica Rosenkrantz和Jesse Louis-Rosenberg的背景恰好都与生物和技术有关。他们都毕业于麻省理工学院,Jessica是生物学和建筑双学位,Jesse则就读数学专业,毕业后在一家为建筑师和工程师提供3D模型设计的技术公司Gehry Technologies担任顾问。

每设计一系列产品,Jessica和Jesse都会先阅读大量学术研究论文。比如针对树叶脉络的问题,两位设计师最终选择运用目前认可度最高的Calgary大学Adam Runions教授的生长素通量开凿理论(Auxin Flux Canalization)。

这个理论相信脉络的形成主要因为一种叫生长素的东西的堆积。 Jesse基于此在编程软件中用C++语言创建了一个产品模型。他先设定一个范围,再根据复杂的方程让生长素原点随机分布在一个固定范围之内,然后让它们互相吸引并朝着平均作用力的方向增长形成复杂脉络。

程序每运行一次都会产生一个唯一的脉络,而通过改变范围的参数设置,就可以改变这个产品的形状和大小。这一系列产品也因此被统称为Xylem,Xylem是组成树叶脉络的一个重要植物组织的名称。

这种通过编程而非传统的直接进行设计的过程被称作创成式设计(Generative Design)。它是在各种编程软件变得普及简易之后出现的,过去主要运用在建筑设计上。建筑师通过建立参数和方程式辅助生成部分设计图可以大大减少繁琐重复的工作,也更方便对设计图进行调整。

最近几年创成式设计逐渐从一种辅助工具上升到艺术本身。“创成式设计不是去设计建筑,而是去设计一个建成建筑的系统。”英国的一位建筑师Lars Hesellgren这样定义说。它被视为建筑的未来,北京的鸟巢和国家游泳中心水立方都是创成式设计的产物。

Nervous System则将创成式设计和仿生学结合在了一起。“我们不仅仅是去模仿生物的形态,而且试图去理解这些形态是如何形成的,然后将这个抽象的过程转化成一种非生物的物理形式去创造产品。”Jesse说。

除了基于树叶脉络的Xylem系列,Nervous System研发的产品系列还有基于海中浮游生物的放射虫(Radiolaria)系列,模拟液体金属固化过程中形成的树枝状的树突状(Dendrite)系列,还有模拟已经灭绝的菊石螺化石的菊石(Ammonite)系列等等。

一个被称为反应(Reaction)的系列研究的是一种化学机制,它通常与多样图案的合成有关。你很容易在一些动物身上找到例子:斑马的不规则条纹、长颈鹿身上的斑点和热带鱼身上复杂不匀的彩色图案。

而这些从名字到造型都很小众的图形系列最终被Nervous System运用在首饰、茶几等日常生活中再普通不过的产品上,你可以看到它的效果会有多“颠覆”。有时候,这些系列又会衍生出更另类的产品。

Nervous System 2012年推出的放射拼图(Radial Puzzle)就来自树突状系列,它的造型基本改变了拼图这种古老的游戏─每一块的形状和边缘切割都不一样。为了给玩家提供线索,拼图中还有一些碎片是可被识别的特殊形状,比如某种海藻和细菌。

 

放射虫系列的茶几和灯具。

拼图上的炫丽图案是与一位同样热衷于创成式设计的澳大利亚艺术家Jonathan McCabe合作完成的,这些绚烂的图案来自不同金属液体的扩散。在设计过程中,McCabe先在纸巾上滴不同颜色的金属液体,由于不同物质的扩散速度不一样,纸巾上就会产生不同的图案。通过反复尝试液体扩散的形状,McCabe最终找到了最理想的效果,然后同样再将这个过程转化成2D程序,最后再对程序进行参数方程定义。

2013年,Nervous System还推出了拼图中的进阶产品─在400多块原木色拼图中,有70块填充色的碎片可以被单独拿出来,以此组成一个新的拼图。为了提高拼图的难度系数,所有的边框碎片也带有锯齿。这对编程模型的设计者来说又是一个更高的挑战。

这个系列总共有21种图案,象征着21世纪。这是Nervous System至今所设计的最复杂的一款产品,它的研发过程超过了1年的时间。这不仅仅因为两个完全独立的创成式设计需要配合在一起,而且在技术实现上,Jesse和Jessica也遇到了重重困难。圆形的拼图对模拟树突状的造型提出了更多限制,而且由于模拟出的每块碎片的形状大小不一,有些碎片小得根本无法实现激光切割。

3D打印技术也帮助创成式设计变得更加“平易近人”。在此之前,Nervous System的首饰设计都局限在不锈钢平板材料上,主要是由一家提供光化学切割技术的公司Great Lakes Enginnering完成制作工艺。

而3D打印技术除了让之前的平面首饰变得立体之外,还可以开发出新的产品线。Jessica和Jesse尝试的第一个非首饰产品线是同样模拟树叶脉络的灯具Hyphae Lamp。它的灯罩就是采用3D打印来制造的。

由于3D打印技术让产品生产不再需要模具,这意味着每盏灯的灯罩可以根据每次程序运行所产生的脉络图案进行生产。近期Nervous System还打算推出细胞状的咖啡桌。

3D打印技术同时还允许Nervous System展开定制服务。消费者可以通过官网上分享的三个应用设计自己的放射虫(Radiolaria)、树突状(Dendrite)和细胞环(Cell Cycle)系列的首饰。应用程序生成的设计图会直接送到纽约的一家3D打印服务公司Shapeways进行生产,然后快递到家。现在Jessica和Jesse还在研发智能移动设备端的设计应用。

不过目前在3D打印技术方面, Nervous System还有不少问题需要解决——不光是耳环的某个部分太细,很容易折断,因此需要增加厚度而已。偶尔会有一些设计3D打印根本无法实现的情况,或者一些材料的打印成本太高了。

“最大的局限是现在还无法同时打印多种材料。比如现在耳环的耳坠是通过3D打印技术做出来的,但耳环钩却还是通过订购传统的大批量生产的产品,然后在工作室里手工将它们组合起来。当未来3D打印技术可以允许同时打印多种材料时,不仅可以直接打印出耳环成品,还会出现更丰富的产品设计。”Nervous System工作室经理Aaron Holmes告诉《第一财经周刊》。

目前Nervous System的产品在美国超过70家精品店中都能找到,其中包括纽约现代艺术博物馆的2家礼品店。此外在法国、澳大利亚、日本等10个国家的20家精品店中也有销售。

和最初相比,这个销售渠道正在发生变化。当2007年Jessica和Jesse刚成立这个品牌时,最初只是尝试性的把设计的第一个手镯产品放在一个创意电商平台Etsy上卖。当产品在Etsy上受到了一定的关注度后他们便成立了自己的官网并且加入了零售平台,同时他们也开始参加一些小型的工艺品集市(Craft Fairs)进行线下推广直接将产品卖给消费者和精品店买手。

而眼下,Nervous System一边在传统批发渠道扩张,一边通过研发线上以及手机定制程序吸引更多的零售消费者。团队也从最初的2人扩张到现在的6人,除了Jessica和Jesse,Aaron作为工作室经理负责材料供应商和经销商的联系,另外3个成员一个负责线上零售销售和生产,2个负责协助产品设计。

它们也已不再参加集市活动了,而是选择更专业化国际化的大型设计展览,比如ICFF国际家具展览和纽约的NY NOW。在这些展览中Nervous System获得了许多媒体和海外顾客的关注。

当Aaron刚加入工作室时,他经常主动打电话和发邮件联系各地的博物馆和精品店,不过现在情况已经反过来了,更多的商店会主动打电话或者发邮件咨询Aaron是否能经销Nervous System的产品。

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