112 專利師高等考試 專利師(選試專業日文及工業設計) 工業設計 考古題詳解

核心觀念

本題考查仿生設計的定義與代表人物，並以新藝術運動作為理解其發展脈絡的背景。仿生設計不是單純把動植物的外形搬到產品上，而是觀察自然界的形態、結構、機能或生態原理，再將其中適用的原則轉化為設計方法與成果。

新藝術運動興起於 19 世紀末的歐洲，重視自然形態，常以植物藤蔓、花卉和昆蟲等有機曲線作為造形靈感。此一脈絡可用來說明設計師如何從自然取材；仿生設計則進一步從自然界的結構與運作方式尋找設計依據。

解題方法

作答可依序說明「自然作為靈感來源」、「自然原理如何轉化為設計」及「代表人物與實例」。定義宜涵蓋自然界的形態、結構、功能或原理，並點明設計者會依人的需求與材料、製造等條件進行轉化，而非直接複製自然外觀。最後舉一位具體人物及作品，便能完整回應題目。

仿生設計的定義

仿生設計（Bionics design）是以自然界的生物或生態系統為觀察與研究對象，借鑑其形態、結構、功能、運作方式或適應環境的原理，並加以分析、抽象化與轉化，應用於產品、建築、工程或其他設計領域，以解決人類的設計問題。

依借鑑重點，可概分為：

• 形態仿生：取材於生物的外觀、輪廓或表面紋理。
• 結構仿生：借鑑生物構造及其受力、支撐或材料配置方式。
• 功能仿生：參考生物完成特定任務的方式，例如移動、附著或感知。

核心觀念

本題考查「循環經濟」的定義，以及工業設計如何把永續理念落實到產品與服務中。答題時要先說明循環經濟的整體目標，再指出工業設計在其中的關鍵角色。

循環經濟是一種以恢復與再生為方向的經濟系統，透過設計減少廢棄物與污染，使產品、零組件及材料盡可能維持在使用循環中，並促進自然系統再生。其核心觀念可整理為：

1. 源頭減少廢棄物與污染：在產品、材料及製程的設計階段，就預先考量資源消耗與環境影響。
2. 維持產品與材料的使用價值：透過耐用、維修、再使用、翻新、再製造及回收等方式，延長使用年限並保留價值。
3. 促進自然系統再生：減少對有限資源的依賴，並使適當的生物材料能安全回歸自然循環。

循環經濟與「線性經濟」相對。線性經濟常以「開採資源、製造產品、使用後丟棄」為流程；循環經濟則將產品及材料的後續去向納入系統設計，避免資源使用完一次即成為廢棄物。

解題方法

採用「定義循環經濟，再說明工業設計如何落實」的兩段式作答：

1. 先界定系統觀念：說明循環經濟不是單純的廢棄物處理或資源回收，而是從源頭重新安排產品、材料與資源的流動。
2. 再連結產品生命週期：從材料選擇、產品製造、使用、維修、回收等階段，說明設計決策如何影響產品能否進入循環。
3. 最後點出設計師的責任：工業設計師不只塑造產品外觀與功能，也會影響產品的耐用性、可修復性、可拆解性、材料回收性，以及消費者的使用方式。

循環經濟常以 R 策略表達資源保值方式，例如拒用、減量、再使用、維修、翻新、再製造、重新用途及回收。一般而言，延長產品或零組件的使用、保留其原有功能與價值，通常比將材料回收後重新製造更能保存既有資源與加工價值。

循環經濟與工業設計的關係

工業設計是循環經濟的重要實踐手段。許多產品一旦定型，其材料組成、結構、拆解方式與使用年限便受到設計決策影響，因此設計階段即會左右產品日後能否維修、重複使用、翻新、再製造或回收。

核心觀念

本題考查工業設計史中重要設計運動的理解與說明能力。作答重點不是只列出運動名稱或風格特徵，而是要說清楚「為何興起、主張什麼、如何影響設計發展」。以下以十九世紀英國的**工藝美術運動（Arts and Crafts Movement）**為例。

解題方法

可依「背景—訴求—影響」三層作答：

1. 背景：指出運動所回應的時代問題，例如工業化與大量生產帶來的品質、勞動及審美問題。
2. 訴求：說明運動如何看待設計、工藝、材料與日常生活。
3. 影響：交代其對設計實務、後續運動及工業設計觀念的影響，並補充其限制，使論述完整。

工藝美術運動的背景

工藝美術運動興起於十九世紀後半的英國，與工業革命後的工廠制度及大量生產密切相關。機械化使商品產量增加，但當時不少量產品質不佳，裝飾常以複製歷史樣式為主；工廠分工也使工人只負責局部工序，設計構思與製作過程彼此分離。

John Ruskin 批評工業生產對工藝品質及勞動者創造性的損害；William Morris 則以設計實踐與社會改革理念推廣工藝美術。運動以中世紀工匠制度及工藝傳統為參照，試圖重新連結設計者、製作者與作品。

工藝美術運動的訴求

工藝美術運動並沒有一套固定的造型樣式，其核心在於設計理念與生產倫理：

• 重視手工技藝與製作品質：認為製作過程應保有工藝者的技術、參與感與創造性。
• 強調材料的真實性：尊重木材、金屬、陶土等材料本身的性質，不以表面裝飾掩飾材料或製作方式。
• 追求實用、簡潔與美感的結合：日用品也應兼具功能與美感，不應將藝術限於繪畫、雕塑等領域。
• 以自然為設計靈感：家具、織品、壁紙與器物常見植物及自然形態的裝飾。

核心觀念

「福祉設計」是以人的生活品質、尊嚴與自主性為核心，透過產品、環境與服務的設計，回應高齡者、身心障礙者及其他使用者在日常生活中的需要。其目的不只是補足身體能力的限制，也在於降低使用障礙，使人能安全、便利地參與生活與社會活動。

福祉設計與通用設計關係密切：前者著重福祉需求與生活支持；後者強調從設計初期就考量不同年齡、能力與使用情境，盡可能讓更多人都能使用。兩者共同重視使用者需求、可及性、自主性與尊嚴。

解題方法

本題可採「定義與目的—原則—產品案例—整體評析」作答。先說明福祉設計的對象與目標，再用通用設計七原則作為分析架構，逐項舉例，最後提出設計者應兼顧個別差異、實際使用情境與社會參與的見解。如此能同時回應題目要求的「原則、舉例、見解」。

福祉設計的主要原則

1. 公平使用：產品應盡可能讓不同能力者平等使用，避免造成不必要的排除。例如，公共場所設置自動門，方便輪椅使用者、長者，也方便推嬰兒車或搬運物品的人。

2. 使用方式具彈性：設計應容納不同偏好與能力，讓使用者能選擇合適的操作方式。例如，可調整高度的桌面，能配合輪椅使用者、站立者及不同身高的人。

3. 簡單且直覺：操作方式應易於理解，減少學習與記憶負擔。例如，家電以清楚標示的實體按鍵搭配簡單圖示，讓初次使用者及認知能力較弱者也容易操作。

4. 資訊容易理解：重要資訊應能透過適合使用者的方式傳達，並兼顧視覺、聽覺或觸覺差異。例如，電梯以文字、圖示及語音共同標示樓層與方向。

5. 降低錯誤風險：設計應預防誤操作，或在錯誤發生時降低傷害。例如，藥品包裝採清楚的劑量標示與防誤開設計，減少誤服風險。

核心觀念

本題是工業設計的申論題，重點在分析生成式 AI 對設計流程、設計師角色與產業運作的影響，並進一步說明如何把 AI 轉化為可持續的應用價值。作答不宜只列舉 AI 的優缺點，應連結工業設計的實際工作程序，說明 AI 如何改變問題定義、方案發想、設計評估、原型製作及量產銜接。

生成式設計是由設計者輸入目標、限制條件與參數，再由演算法產生多種設計方案，供設計者比較、篩選與修正的設計方式。其價值在於擴大方案探索範圍、加快迭代，而不是單純以 AI 取代設計判斷。

解題方法

可依「設計流程衝擊 → 風險與限制 → 創造應用價值」三層展開。先說明 AI 對各階段工作方式的改變，再分析導入後的設計、組織與倫理課題，最後提出能將工具能力轉化為產品與服務成果的作法。

一、AI 對工業設計工作程序的衝擊

1. 前期研究與需求定義 AI 可協助整理市場資料、使用者回饋、競品資訊與趨勢，縮短資料彙整時間。但資料若有偏誤、過時或不具代表性，生成的洞察也會失準。因此，設計師仍須確認資料來源，並透過使用者訪談、觀察及情境研究驗證需求。

2. 概念發想與方案生成 生成式設計可依外形、材料、重量、成本、強度或製造方式等條件，快速產生大量方案，擴大設計空間並縮短初期發想週期。設計師的工作重心因而從「逐一繪製方案」轉向「設定問題、建立參數、比較結果及選擇方向」。

3. 設計評估與迭代 AI 可結合模擬與最佳化工具，協助評估結構、重量、散熱、能耗或材料使用效率，並快速調整方案。但演算結果受限於輸入條件、資料品質及模型假設；某一項性能的最佳化，也可能犧牲外觀、觸感、易用性或維修性。設計評估仍須兼顧使用者體驗與整體產品目標。

4. 原型製作與製造銜接 AI 設計可配合 CAD、數位模擬及積層製造，加快模型製作與驗證，並探索傳統製程較難實現的形態。另一方面，生成方案仍須檢視材料特性、加工能力、裝配方式、成本、可靠度及量產條件，不能把可生成的模型直接等同於可製造的產品。

5. 設計師角色與團隊分工 重複性繪製、資料整理與初步比對工作可由 AI 協助，設計師則更需要具備問題定義、跨領域溝通、審美判斷、使用者研究、工程整合與結果驗證能力。設計、工程、資料及製造團隊需更早協作，使設計決策能同時考量需求、性能與生產。

二、導入 AI 的限制與風險