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2021年12月2日，邱松教授團隊受邀參加清華大學航天航空學院主辦的《科學與哲學》系列講座。本次講座特別邀請了清華大學美術學院教授、基礎教研室主任邱松，清華大學航天航空學院工程力學系教授殷雅俊、清華大學美術學院博士生岳菲、崔強、張嘯，圍繞“設計形態學、幾何學與美學”進行討論，共同針對主題分享了各自研究進展與前沿研究成果，并進行了深入、熱烈的學術交流。

會議海報

會議現場

邱松教授在演講中給出了“設計形態學”的宏觀概念，并指出“設計形態學”是一門交叉學科，在學科的“交叉融合”過程中，“交叉”只是物理變化過程，它是前提和基礎；而“融合”才是化學變化過程，這才是價值所在！邱老師從如何透過自然界中的形態表象，揭示形態內在的規律和本源，進而引導出了設計形態學研究與其他學科之間的“邊界范圍”問題。并且提出了“設計形態學應明確核心內容，模糊邊界范圍，這樣更有利于其進行跨學科研究與協調創新”以及“設計形態學源于設計學，但它并非設計學的細分，而是設計學的拓展與擴充”的理念。

邱松教授

殷雅俊教授以“生物體中幾何學與美學的統一”為主題，與設計形態學的最新課程主題“神奇的植物葉子”相結合進行了學術分享。殷教授首先提出“美的結構背后一定對應著某種不變性”的理念，講述了Steiner最小數在自然界以及工程中的運用，例如：水立方的設計。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為例，說明了科學研究在其它學科領域進行拓展延伸的可能性，以及展現出的非凡美學成果。

殷雅俊教授

清華大學美術學院博士崔強的主題為“設計形態學視角下的數字化設計探索”，他向大家展示了如何用數字化的手法重構自然界的動態原型，從而進行規律總結、算法生成運動數字形態。其中分享案例為以電動車底盤為設計對象，探索滿足電弧增材制造要求的數字設計方法。研究強調結構力學分析與形態優化的結合，力求使新型電動車底盤達到結構性能和形態美學的統一。

博士生 崔強

清華大學美術學院博士生岳菲基于設計形態學的生物材料研究，通過生物材料蠶絲的微觀形態研究展示了根據設計需求控制材料特性的設計方法，同時印證了設計形態學研究與設計學的不同設計思路。其中分享案例為基于硅藻表面的天然納米材料研究的環境評估新冠病毒設計，通過硅藻表面特性的提取利用到空間環境病毒檢測中，將材料特性與應用場景高度統一，體現了設計形態學材料研究的設計思路。

博士生 岳菲

清華大學美術學院博士生張嘯、碩士生袁潮的主題為“設計形態學視角下的結構性能化設計”，闡述了通過力學分析，根據受力來進行進行結構性能化設計的思路，其中分享基于張拉整體為結構原型的蒙古包設計，闡釋了結構性能化設計方法的顯性運用。并且針對“虛擬物理模型的實體應用”進行了設計案例分享，由此進一步提出了“機械感知，通過機器學習的方式來達到機器指導的目的”的概念，引發大家的思考與討論。袁潮此后分享了基于貪心算法的平面網格3D打印路徑優化方法，并輔以遺傳算法的全局優化，使3D打印線性網格時間縮短為原本的1/7 。

博士生張嘯、碩士生袁潮

在最后的研討提問環節中，大家圍繞講座內容展開了熱烈的討論，其中有同學對于博士生張嘯和碩士生袁潮的測地線制作的3D打印可展鞋面案例有新的思路和建議，通過高斯曲率的應用來優化打印鞋面的過程，而張嘯對于同學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分型在設計學應用中的精髓提出了自己的想法。殷教授主要從分型學的角度出發，認為分型本身是提供了一種理解空間和理解運動的形式，生物體中的大多數結構是按照分型結構構建而成的，而大自然所采取的由大尺度到小尺度進行跨尺度銜接的最優方式對于設計來說具有很強的參考意義。而邱松教授從設計形態學角度出發，講述了分型之于設計形態學的價值，邱教授認為分型是自然界的一個通用規律，設計形態學最重要的探討自然中的通用規律，因此充分研究分型的本質對于設計形態學來說具有非常高的參考價值。

活動最后，邱松老師為《科學與哲學》系列講座的四位幸運觀眾贈送了紀念品，并表示期待再次和同學們進行交流。希望大家通過今天的會議更深度地了解了科學和設計之間存在的聯系，也希望團隊隨著研究的不斷深入，能夠推出更多的研究成果。

現場提問環節