生物设计 Biodesign | 如何实现人类与自然和谐共生

对于艺术设计类专业可能大家都听过如平面设计、插画设计、建筑设计、工业设计、服装设计等等，包括在前些篇内容我们也为大家详细介绍了平面设计、服装设计以及近些年非常热门的交互设计专业。而说到生物设计，大家可能非常陌生，生物跟设计的关系是什么呢？这个专业是学些什么呢？我们是否可以选择这个专业，为我们未来的发展多提供一个方向与机会？今天我们就为大家详细介绍这个新兴的专业：生物设计。

作为世界顶尖的艺术类大学，伦敦艺术大学中央圣马丁学院先驱性的开拓了生物设计这一领域MA Biodesign，结合了专业设计资源和生物学知识，开发了新的，促进可持续发展的研究方法。这个专业的设立是将探索生物信息设计策略作为可持续创新的驱动力。作为一门新兴学科，旨在应对当前的挑战如气候变化、低能源制造、自然资源枯竭、人类和环境健康等。生物设计本身并没有统一的定义。也存在其他术语，例如亲生物设计、生物集成设计、仿生设计和生物信息设计。虽然它们的定义各不相同，但它们都与一个相似的原则相关：我们可以向大自然学习，以创造更可持续的生活方式。

Aguahoja系列是Oxman和MIT的理工学院从2018年开始共同研发的可数字编程的生物材料。该项目所使用的水基材料由地球上最普遍的纤维素、壳聚糖和果胶组成(纤维素，存在于植物的细胞壁中；壳聚糖，从甲壳类动物外骨骼中的几丁质提炼而成；果胶，存在于苹果等成熟水果的皮中)。这些原材料被数字化加工为具有特定性能的复合生物材料。它们可以根据热量和湿度发生变化，并在其寿命结束后在水中自然降解，不产生废物并为新生命提供了养分。Aguahoja检验了“水”在自然系统中的重要性，也探索出“水”从生成到腐烂的周期。这个周期可使生态系统一次又一次地重复使用材料，从而形成森林和珊瑚礁这些完全没有废弃物的完美系统。设计团队将其与建筑行业的废弃物产生率进行了比较：材料都有它们的有效期，并且它们从地球中被开采的速度比它们能被补充的速度更快。因此，Aguahoja是探索人为环境中零排放完美系统的第一步。

作为设计师、建筑师、合成生物学家、视觉艺术家以及 MIT Media Lab 明星成员，Neri Oxman 站在仿生设

计与自然解码纪元的最前沿——她称之为“物质生态学”（Material Ecology）。同时还创立了一个神奇的研究小组——Mediated Matter Group。其中包括25名来自包含计算机设计、建筑、海洋科学、分子生物学和物理学等各个专业的学生。他们在Oxman的引领下聚焦仿生学的研究与转译。

另一个项目Silk Pavilion则探索了产品与建筑设计范畴内数字与生物制造间的关系。它的初始结构由26个数控机床铺设的多边形丝绸面板构成，而其后期结构则是由6500只自由放养的桑蚕编织而成。这些“生物打印师”根据它们的习性与喜好自由地在人造的基础结构上编织出疏密不同的填充结构。

经由设计，微生物可以成为“微工厂”，几乎能将任意生物量转化为生物制品，为可穿戴设备、建筑材料和运输交通方式的设计增益。生活在肠道内的大肠杆菌被转化成可食用糖，草可以成为柴油，玉米能变作塑料。设计与生物学之间建立的紧密关系描绘出一种全新身份认知，人们从自然地理资源的消耗者变为自然生物资源的编辑者

英国建筑师Michael Pawlyn被称为再生设计和仿生学的先驱者，在建筑中运用大自然的天才。经常被世界级活动邀请作为创新主题演讲者，他的TED演讲超过200万次观看。Pawlyn于2007年成立了exploration-architecture，专注于超越传统可持续设计的再生设计方法。可持续发展往往只涉及减轻负面影响，而再生设计意味着一种更积极的方法，可以带来可观的净收益。当今的多重环境挑战迫使我们寻找方法来恢复生态系统、建设有弹性的社区、产生比我们使用的更多的清洁能源，并在可能的情况下以一种将碳从大气中去除的方式进行建设。在再生设计中，exploration architecture借鉴了两种重要的自然启发方法：仿生学(Biomimicry)和亲生物(Biophilia)。仿生学是从生物学中如何传递功能中学习，并以此来激发满足人类需求的解决方案。而亲生物则基于大量证据表明，当人们经常与大自然接触时，人们会更快乐、更健康、更有生产力。

Michael Pawlyn为伦敦建筑基金会的Exploration Architecture作品展览设计的3D打印展示桌。Michael使用算法根据骨骼和树木的生长模式来确定材料最有效的位置，材料上仅使用了该体积固体材料的千分之一。

“鲍鱼屋”（Abalone House)是一个概念住宅，基于鲍鱼壳的形式，Pawlyn试图探索如何利用建筑物从地球大气中提取有害碳。“我们正在使用由大气碳制成的瓷砖，”Pawlyn 说。

总部位于伦敦的 EcoLogicStudio 在威尼斯建筑双年展上设计了 Bit.Bio.Bot 展览，邀请参观者品尝新鲜收获的藻类，并考虑在自己的家中种植。藻类是强大的光合作用者，可以比树木消耗更多的二氧化碳。每个 BioBombola 由实验室级硼硅酸盐玻璃和 3D 打印生物塑料制成，每周可生产多达 100 克可食用藻类，EcoLogicStudio 称这相当于一家四口的足够蛋白质。该展览结合了建筑学和微生物学，展示了城市居民如何通过培养自己的藻类来净化空气、隔离碳、获得可持续的食物来源并享受与自然的更大的联系。“城市正在演变成智能的超级有机体，并将能够在城市范围内为人类和非人类公民寻找共同进化的机会。”

面对全球的环境危机，气候变化，污染，生物多样性丧失，大流行病的爆发等等，我们迫切需要重新思考人类与自然的关系，针对可持续发展的议题，仅仅是减轻负面影响已经不足以我们应对当今的挑战，如何有效合理利用自然资源并能与自然和谐共生是我们需要共同思考的主题。不论是国内或国外院校也相继开设了相关的专业，如前文提到的中央圣马丁学院开设的生物设计，国内的中央美术学院设计学院也开设了“生态·危机·设计”研究方向。目的是培养学生应对21世纪的挑战，提出有效的解决方案。

作为新兴的设计专业，我们已经看到生物设计未来的发展前景。对此我们也为大家整理了学校的专业申请要求，帮助大家明确方向，及早作出规划。

伦敦艺术大学中央圣马丁学院 MA Biodesign

开设两年制（60周）研究型硕士学位课程，本课程将介绍来自多学科设计背景的设计师对整个系统的思考：仿生原理、生态系统、生物计算模拟、数字和生物制造技术等。旨在精准替代、开创新设计主题，为新兴的生物循环经济重新定义能源、水、空气、废弃物与材料的用途。

课程关注的问题包括：

如何与生命系统合作，创造新的可持续材料原型?

如何在设计过程中融入有益生命的价值观，使之与周围生态系统生物相容?

如何设计生物系统，以应对当代的挑战，如城市复原力、人类和环境健康?

生物设计如何促进循环经济?

生物计算能否模拟生命系统的能量和物质效率?

课程设置包括3个单元，第一单元（Unit 1: Seed) 奠定生物设计的基础，将探索一系列生物信息设计策略。学习形式包括实验室、工作室研讨会、培训、讲座和设计项目。其中一些项目可能包含与外部科学或企业的合作。第二单元（Unit 2: Grow) 学生将发展个人的生物设计计划，积极寻求外部合作以测试个人的想法，并从外部的利益相关者中丰富学习。第三单元（Unit 3: Harvest) 强调沟通，以第二单元的项目作为框架，通过短片或动画的形式以阐明正在解决的可持续问题，将展示调研、发展及最终的设计成果。

学校将通过学生的个人陈述、作品集及面试来选择合适该专业的学生。通过个人陈述与面试来判断学生的个人职业目标是否与该专业目标相一致。需要展示相关的专业技能，并且对于可持续发展相关问题有非常强烈的个人表达与反思。作品集页数不超过15页。

中央圣马丁生物设计学生作品：Luis Undritz 创造了一台“植物打印机”，将光投射到藻类上来产生图像，可以印刷在纺织品、陶瓷和纸张上。在三到七天的时间里，生物体开始在光照区域生长，最终显示出完全发育的“活”图像。Undritz希望在未来创造一种有生命的服装。

英国格拉斯哥艺术学院(GSA)与 Grimshaw 和伊甸园项目合作推出了一套仿生设计课程，探索自然如何融入建筑、设计和美术。于去年宣布将在 2022 年 9 月开设新的相关的研究生课程。学校已经在康沃尔的 Grimshaw 设计的伊甸园项目中建立了驻场设计师计划。

马里兰艺术学院（MICA）也开设了相关的课程，将艺术与生物相结合（Art+Biology），学生将他们的艺术视野转向生物技术，并想象该领域在未来 5 到 15 年内将如何发展。MICA 还开设了另外两个课程：Grow the Future，侧重于一年一度的生物设计挑战赛，这是一项让艺术和设计学院的学生有机会设想未来生物技术应用的竞赛；以及 400 级的基于研究的合作实验室（400-level research-based Co-Lab），学生将数字和生物组件合并到一个共同的项目中。

学生作品：

使用胶状糖浆“饲养”细菌，在特定条件下，果糖就会生长出“毛发”，他们用这些“毛发”替代羊毛，运用到服装设计中。（图左）

利用细菌对于对紫外线有的反应创造了活墨水。（图右）

https://www.mica.edu/art-articles/details/art-biology/

从目前的趋势来看，未来很可能将会有越来越多的学校开设生物设计相关的专业，我们也会时刻关注学校的最新动态为大家整理相关的信息。同时，我们也鼓励同学们在自己的艺术设计作品中多融入对于可持续发展相关主题的思考，能够关注当今我们所面临的各种严峻挑战，提出创新的解决方案以及自己的表达与理解。