2021年12月2日，邱松教授團(tuán)隊(duì)受邀參加清華大學(xué)航天航空學(xué)院主辦的《科學(xué)與哲學(xué)》系列講座。本次講座特別邀請(qǐng)了清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院教授、基礎(chǔ)教研室主任邱松，清華大學(xué)航天航空學(xué)院工程力學(xué)系教授殷雅俊、清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院博士生岳菲、崔強(qiáng)、張嘯，圍繞“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)、幾何學(xué)與美學(xué)”進(jìn)行討論，共同針對(duì)主題分享了各自研究進(jìn)展與前沿研究成果，并進(jìn)行了深入、熱烈的學(xué)術(shù)交流。

會(huì)議海報(bào)

會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)

01

設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)的核心與邊界 / 邱松教授

邱松教授在演講中給出了“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)”的宏觀概念，并指出“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)”是一門交叉學(xué)科，在學(xué)科的“交叉融合”過程中，“交叉”只是物理變化過程，它是前提和基礎(chǔ)；而“融合”才是化學(xué)變化過程，這才是價(jià)值所在！邱老師從如何透過自然界中的形態(tài)表象，揭示形態(tài)內(nèi)在的規(guī)律和本源，進(jìn)而引導(dǎo)出了設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)研究與其他學(xué)科之間的“邊界范圍”問題。并且提出了“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)應(yīng)明確核心內(nèi)容，模糊邊界范圍，這樣更有利于其進(jìn)行跨學(xué)科研究與協(xié)調(diào)創(chuàng)新”以及“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)源于設(shè)計(jì)學(xué)，但它并非設(shè)計(jì)學(xué)的細(xì)分，而是設(shè)計(jì)學(xué)的拓展與擴(kuò)充”的理念。

邱松教授

02

生物體中的幾何學(xué)與美學(xué)的統(tǒng)一 / 殷雅俊教授

殷雅俊教授以“生物體中幾何學(xué)與美學(xué)的統(tǒng)一”為主題，與設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)的最新課程主題“神奇的植物葉子”相結(jié)合進(jìn)行了學(xué)術(shù)分享。殷教授首先提出“美的結(jié)構(gòu)背后一定對(duì)應(yīng)著某種不變性”的理念，講述了Steiner最小數(shù)在自然界以及工程中的運(yùn)用，例如：水立方的設(shè)計(jì)。接著，殷老師和大家分享了其它空間形式的銜接，如Riemann分形幾何與分形幾何對(duì)稱性，并通過與其博士生楊帆共同研究的分形幾何與分形力學(xué)為例，說明了科學(xué)研究在其它學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行拓展延伸的可能性，以及展現(xiàn)出的非凡美學(xué)成果。

殷雅俊教授

03

設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)視角下的數(shù)字化設(shè)計(jì)探索 / 崔強(qiáng)

清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院博士崔強(qiáng)的主題為“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)視角下的數(shù)字化設(shè)計(jì)探索”，他向大家展示了如何用數(shù)字化的手法重構(gòu)自然界的動(dòng)態(tài)原型，從而進(jìn)行規(guī)律總結(jié)、算法生成運(yùn)動(dòng)數(shù)字形態(tài)。其中分享案例為以電動(dòng)車底盤為設(shè)計(jì)對(duì)象，探索滿足電弧增材制造要求的數(shù)字設(shè)計(jì)方法。研究強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析與形態(tài)優(yōu)化的結(jié)合，力求使新型電動(dòng)車底盤達(dá)到結(jié)構(gòu)性能和形態(tài)美學(xué)的統(tǒng)一。

博士生 崔強(qiáng)

04

基于設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)的生物材料研究 / 岳菲

清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院博士生岳菲基于設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)的生物材料研究，通過生物材料蠶絲的微觀形態(tài)研究展示了根據(jù)設(shè)計(jì)需求控制材料特性的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)印證了設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)研究與設(shè)計(jì)學(xué)的不同設(shè)計(jì)思路。其中分享案例為基于硅藻表面的天然納米材料研究的環(huán)境評(píng)估新冠病毒設(shè)計(jì)，通過硅藻表面特性的提取利用到空間環(huán)境病毒檢測(cè)中，將材料特性與應(yīng)用場(chǎng)景高度統(tǒng)一，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)材料研究的設(shè)計(jì)思路。

博士生 岳菲

05

基于動(dòng)力學(xué)模擬的結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì) / 張嘯、袁潮

清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院博士生張嘯、碩士生袁潮的主題為“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)視角下的結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)”，闡述了通過力學(xué)分析，根據(jù)受力來進(jìn)行進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)的思路，其中分享基于張拉整體為結(jié)構(gòu)原型的蒙古包設(shè)計(jì)，闡釋了結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)方法的顯性運(yùn)用。并且針對(duì)“虛擬物理模型的實(shí)體應(yīng)用”進(jìn)行了設(shè)計(jì)案例分享，由此進(jìn)一步提出了“機(jī)械感知，通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方式來達(dá)到機(jī)器指導(dǎo)的目的”的概念，引發(fā)大家的思考與討論。袁潮此后分享了基于貪心算法的平面網(wǎng)格3D打印路徑優(yōu)化方法，并輔以遺傳算法的全局優(yōu)化，使3D打印線性網(wǎng)格時(shí)間縮短為原本的1/7 。

博士生張嘯、碩士生袁潮

在最后的研討提問環(huán)節(jié)中，大家圍繞講座內(nèi)容展開了熱烈的討論，其中有同學(xué)對(duì)于博士生張嘯和碩士生袁潮的測(cè)地線制作的3D打印可展鞋面案例有新的思路和建議，通過高斯曲率的應(yīng)用來優(yōu)化打印鞋面的過程，而張嘯對(duì)于同學(xué)的新思路也基于了充分的肯定。

隨后，殷雅俊教授和邱松教授針對(duì)分型在設(shè)計(jì)學(xué)應(yīng)用中的精髓提出了自己的想法。殷教授主要從分型學(xué)的角度出發(fā)，認(rèn)為分型本身是提供了一種理解空間和理解運(yùn)動(dòng)的形式，生物體中的大多數(shù)結(jié)構(gòu)是按照分型結(jié)構(gòu)構(gòu)建而成的，而大自然所采取的由大尺度到小尺度進(jìn)行跨尺度銜接的最優(yōu)方式對(duì)于設(shè)計(jì)來說具有很強(qiáng)的參考意義。而邱松教授從設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)角度出發(fā)，講述了分型之于設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)的價(jià)值，邱教授認(rèn)為分型是自然界的一個(gè)通用規(guī)律，設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)最重要的探討自然中的通用規(guī)律，因此充分研究分型的本質(zhì)對(duì)于設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)來說具有非常高的參考價(jià)值。

活動(dòng)最后，邱松老師為《科學(xué)與哲學(xué)》系列講座的四位幸運(yùn)觀眾贈(zèng)送了紀(jì)念品，并表示期待再次和同學(xué)們進(jìn)行交流。希望大家通過今天的會(huì)議更深度地了解了科學(xué)和設(shè)計(jì)之間存在的聯(lián)系，也希望團(tuán)隊(duì)隨著研究的不斷深入，能夠推出更多的研究成果。

現(xiàn)場(chǎng)提問環(huán)節(jié)

圖文提供| 邱松 清華美院教授

圖文編輯 | 羅雪輝宮未