设计形态学研究

邱 松

KY.COM教授

博士生导师

基础教研室主任

中国工业设计十佳教育工作者

2017年，“设计形态学研究” 获批国家社科基金重大项目。如今，团队在邱松教授的带领下已取得诸多丰硕的成果，结题之际，相关专著的出版也在紧锣密鼓地筹备中。

“设计形态学”是源于设计学的基础学科，但不是设计学的细分和深化，而是设计学的拓展和壮大。它以“形态研究”为基础，通过“造型”这一载体将诸多相关知识整合起来，承载科学、技术和文化，运用“设计思维与方法”，系统、科学地进行形态研究与创新，其终极目标便是设计应用。其中，显性的逻辑是以造型为载体，通过科技、人文的加载实现设计应用目标；隐性的逻辑则是借助造型载体，依靠设计思维实现跨学科的协同创新。

探寻设计学之根

站在基础层面上

“为什么要选设计形态学这个课题去研究？它不像有些项目听起来很‘高大上’，而该课题看起来似乎平平淡淡、普普通通。”

KY.COM基础教研室主任、教授邱松总结了“设计形态学研究”能够获批国家社科基金重大项目的原因：“一是我们在该领域研究已有近10年的学术积淀，包括在本科和研究生的教学、研究生的研究课题的指导等方面，打下了一个很好的基础；另外是，现在大家都很关注设计应用层面的研究，而忽略基础研究，相反，我们则是选择在设计基础层面上的深耕，因为它是设计赖以生长的土壤和根基。”

那么，设计学的根基到底是什么？

是用户与体验的研究吗？但社会学也在做这件事，而且更加专业；

是品牌与营销吗？商科相对而言更有优势，更擅于市场营销和资金、资源运作；

是材料、机械，还是美学、逻辑？

“我思来想去，我觉得还是造型与形态更适合成为设计学的根基。”

邱松老师进一步解释，造型与形态并不是指外观与表面，更不是风格层面的追求。在设计形态学的研究中，有个很重要的概念——原形态，所谓原形态便是自然形成的，非人为加工的。设计形态学便是从原形态出发，通过探索研究，深入挖掘形态内在的规律，并揭示其本源，进而推动原始创新和设计应用。

设计形态学与“仿生”类似，但涉及的深度和广度却远超“仿生”。仿生是用机械的方式去模拟自然的一些功能，比如用机械模仿鸟的飞行，创造了飞行器；模仿鲨鱼的造型，设计了潜水艇。然而设计形态学的研究却并不局限于此，比如在对猎豹的腿部肌肉和结构的研究中，提炼出其减震的原理，再将这种原理应用于设计当中，设计可覆盖从跑鞋、沙发到安全帽，从建筑、汽车到装甲车的广阔范围。“所以，我们便是发现这样的原理，再通过想象与发散思维，将其应用到众多设计之中。”这是一个“由点及面”的设计思维方法，在很多时候往往能够超越用户的认知，甚至突破一些工科研究中的思维瓶颈，并从根本上解决问题。

邱松老师教学现场

因此，“形态研究”并不简单。邱松老师认为，很多人对于形态的认知简单化，一方面是因为没有深入地去研究学习，另一方面则是在对待形态时，往往是依靠经验与感觉去评判。这种“只可意会不可言传”的感性和经验性处事方式，使得形态落入“直觉”的范畴，也造成了艺术、设计学科与理工科的沟通障碍。而设计形态学的研究则利用科学的研究方法，将“不可言传”的经验性判断量化为数据与实验报告，搭起跨学科沟通的桥梁。“也就是说，我们可以借助形态研究与其它学科进行直接、深入的交流，只是因为我们原来做得不够到位、不够专业，才导致不容易被外界认可。”

此外，在跨学科交流中，形态本身便具有“得天独厚”的优势。邱松老师在研究中发现，约60%的学科都与形态有关，从生物到数学，从力学到材料，虽运用着不同的表述方式，本质上关注的却是同样的东西。因此，形态是一个很好的抓手，设计形态学通过“形态研究”这一平台，能顺利地与大多数学科进行交叉或对接，从而实现跨学科研究与融合。

从交叉“物理变化”

到融合“化学变化”

化学变化就像一个火锅

在“设计形态学研究”项目中期成果《设计形态学研究与应用》的前言中这样写道：“尽管矗立于艺术与科学之间，但设计并未因此尴尬，反而在两者间游刃有余，或许还应该庆幸，因其既可借助艺术的感知和灵性化解人文认知上的冲突，也能依托科学的逻辑与严谨攻克复杂事物中的问题，而这恰恰是其他学科较难平衡的。至于与其他学科的交叉与融合，设计更具有明显优势，它能与绝大多数学科建立起联系，并通过交叉融合实现以共同目标为导向的协同创新。”而跨学科交叉与融合正是邱松老师在研究与教学中极为强调的一点。

“学科交叉需要有交叉点，不能是一个面的交叉，那就与别人重合了，我们需要的是一个交叉点，像十字路口一样，甚至是一个立体的立交桥。只要有一个交叉点，通过这个点就很容易连通。”在研究生的培养中，这个“交叉点”便是学生介入其它学科的“切入点”，通过“拓扑形态”可以切到数学里，借助“数字形态”可以切入计算机学科中……而想要顺利地将脚步跨进其它学科中，不可或缺的便是前置知识的学习。这也是邱松老师对于研究生的要求，在开题之前，邱松老师会要求学生选修与专业方向相关的其它学院的课程，学生选修的课程涵盖了计算机、材料学、心理学、机械等多个领域，为他们的跨学科研究奠定了很好的基础。

邱松老师教学现场

邱松老师给学生作教学指导

邱松老师常常教导学生，一定要善于突破自己，在自己原有的知识结构上找到立足点，站在这个立足点之上，再根据自己的能力进行一些突破。邱松老师指导的一名博士研究生最初的兴趣是参数化设计，在邱松老师的指导下将自己的研究拓展到了运动数字形态研究。首先，要求他先要拓展现有的知识结构。分两个方向：一是计算机编程，二是自动化控制，即：一手抓软件，一手抓硬件。利用清华大学的多学科综合平台，他选修了其他院系的相关课程，最终掌握了所需知识技能。邱松老师介绍：“他开始学习编程不久就来找我，说自己遇到了很大的困难——需要学高数。作为艺术生，这无疑是一件非常痛苦的事情。”于是，邱松老师便鼓励他：“这是计算机编程的基础门槛，你若想要在这方面有所突破，就必须把它拿下！”最终他顺利掌握了编程方面的技能，达到了许多信息设计方向的学生都难以企及的水平。正是由于新的知识技能的加持，促使他将自己的运动数字形态研究，拓展到了气动机器人方面，实现了从“专”的应用设计，向“广”的基础研究的华丽转变。

学科交叉不是目的，邱松老师更看重的是融合。“交叉只是一个物理的变化，要产生真正实质性的改变，是要发生化学变化，那就是融合。物理变化就像一个拼盘，摆在一起不见得融到一块，而化学变化就像一个火锅，表面上看不出什么，但是它的味道很厚重。”在邱松老师看来，学设计是一件很幸运的事，因为其未来的发展相当广泛，与绝大多数学科都能产生关联。邱松老师认为，对于设计学而言，创新已不是首要目标，更重要的是实现设计的另一个属性：协同。目前，被国内外学术界公认的创新途径有三种：技术主导的创新、设计主导的创新和用户主导的创新。而协同创新旨在融合三者精髓，博采众长，形成真正的创新合力。

基础研究更易实现前沿创新

能源源不断地提供营养

“越想达到学科前沿，越离不开基础研究。基础的研究恰恰能产生真正前沿的东西，它是原生和交叉融合的，能够源源不断地为设计应用提供营养和源泉。”

在几十年的研究与教学之中，邱松老师对于基础研究的强调从未停止。在他看来，基础研究并不针对专门的应用，注重的是规律原理的探索，因而更易抓住事物本质，由此启发的创新往往更具有发散性和前沿性。同时，对于学科交叉而言，越到已然清晰的应用层面便越难产生交叉，而基础层面的研究则更需要多学科交叉来产生新的东西。因此，在一个学科之中，要想真正地有高度、做扎实，必须深耕于基础研究中，“这样我们在设计学科当中才能形成真正自己的特色，产生我们自己的理论和方法，指导今后的设计应用。”否则，所谓的“中国设计”、“本土化设计”只能是元素与标签的堆砌。

邱松老师表示，或许基础研究不能很快地产生炫酷的设计、时尚的热点，让别人前呼后拥，但它的影响是持续性的，有可能产生更前沿的成果。事实也是如此。如今“元宇宙”概念作为热点风行全球，殊不知在数年以前邱松老师的研究团队就已经在对原形态构筑的真实世界进行数字化的研究，“我们没有去追逐这个热点，但其实我们做的事是一样的。”

邱松老师寄语青年学子，做基础研究需要足够的定力，“随着当今社会的快速发展，很多时候我们都容易被别人带着跑，追逐时尚与热点，今天做这个，明天又做另一个，看起来好像都是在“掐尖”，但事实上还是在很低的层面来回地跳动。而基础研究不怎么起眼，看似平平淡淡，但是10年、20年之后，高度便会真正拉开，而且绝不怕别人来模仿，因为它已足够深厚。”

图片及视频：邱松 基础教研室教授

采访撰稿|周度 清美学生记者团