近年来,全球对环境保护和可持续发展等相关问题日益重视,不断寻找新能源代替不可再生能源,并积极开展与节能减耗相关的设计理论和方法的研究,其中轻量化设计就是一种有效减少能源消耗的设计方法。目前轻量化设计存在着一些不足,如设计周期较长,设计创新性不够等。设计新颖的轻量化产品需要进行创造性的工作,大多数创造性工作是借助各种知识和信息而获得设计灵感,其中,生物知识是一种重要的激发设计灵感的源泉,因而生物知识的获取非常重要。为此,本文针对当前轻量化设计存在的一些问题,提出了一种新颖的生物知识获取方法,以辅助产品的轻量化创新设计。主要研究进展体现为以下四个方面:（1）对现阶段的国内外轻量化设计的方法和应用进行了归纳和总结,并对国内外生物知识获取方法和应用进行了分析,针对现有轻量化设计方法的不足,提出一个辅助轻量化创新设计的生物知识获取方法。（2）为了减少生物知识获取的时间,同时提高生物知识获取的有效性,本文利用Apriori算法,挖掘工程关键词和生物关键词之间的潜在关联知识,获得有价值的生物关键词。（3）利用该方法进行有价值的生物知识的获取,并通过绞盘例证了生物知识的获取和产品创新过程,其中两项研究成果已经获得国家专利授权。（4）利用所获得的有价值的生物知识,辅助产品的轻量化创新设计,并通过卷筒的多种仿生设计以及与传统卷筒的仿真对比分析,例证了产品的轻量化创新过程。本文的研究成果在一定程度上丰富了轻量化设计的方法,同时也说明了基于自然界生物知识的轻量化创新设计是可行的。本文采用的这种跨领域知识的融合方法,为拥有较少生物背景的设计人员提供了一个知识融合的途径,同时也为轻量化设计的研究人员提供了一种新的思路。