研究人員最近發現了 Rhagovelia 水黽驚人速度和敏捷性的秘密。這些微小的半水生昆蟲能夠在快速流動的溪流上滑行，牠們腿部獨特的扇形結構曾被認為是由肌肉驅動的。然而，這項研究顯示，這些扇子並不需要肌肉能量，而是像畫筆一樣被動開合，其速度比眨眼快十倍。這些生物學的見解啟發了研究團隊開發一種名為 Rhagobot 的昆蟲大小機器人。這項研究的團隊包括來自加州大學伯克利分校、喬治亞理工學院與韓國亞州大學的研究人員。
Rhagovelia 是一種獨特的水黽。這些微小的、只有幾毫米大小的昆蟲藉由腿部上的特殊扇形結構在水面上實現快速轉彎和加速。整合生物學家 Victor Ortega-Jimenez 對 Rhagovelia 水黽在湍急溪流上快速滑行的能力感到好奇，這一特技讓他覺得與他研究過的其他水黽有所不同。他的問題「牠們是怎麼做到的？」最終引領了一項持續五年的合作研究。研究揭示，這些帶狀的扇子通過表面張力和彈性力被動變形，這樣的設計能夠節省能量，同時保持速度和敏捷性。Ortega-Jimenez 博士表示，「第一次觀察到一個獨立的扇子在接觸水滴時幾乎瞬時被動展開，實在是出乎意料。」這種被動系統使昆蟲能夠實現生物力學的雙重性：在腿部回收時扇子高度靈活，而在推進時卻又非常剛性。這種結合使水黽能夠快速轉彎，且速度可達每秒 120 倍身長，這種敏捷性甚至可以與飛行的蒼蠅的快速動作相媲美。
在創造名為 Rhagobot 的昆蟲大小機器人的過程中，最大的挑戰在於沒有人知道水黽扇子的微觀結構設計。解決方案來自於亞州大學的研究人員，他們使用掃描電子顯微鏡捕捉高解析度的圖像，最終揭示了自然扇子的微結構。根據金東鎮博士的說法，研究團隊最初嘗試創造圓柱形的扇子，但這種設計無法實現推進所需的剛性和收縮時所需的靈活性。他們通過設計一種扁平帶狀的扇子來解決這個問題，並在自然的 Rhagovelia 扇子中得到了驗證。通過解碼水黽自然推進系統的結構和功能，研究人員製造出一種重量為 1 毫克的自我展開彈性毛細扇。這個新創建的扇子隨後被整合進入昆蟲大小的機器人中。這個微型機器人在實驗中表現出優越的性能，增強了推進、剎車和靈活性的能力，相較於活昆蟲和其他機器人原型均表現出色。Koh 教授表示，「我們的機器人扇子僅利用水面力量和靈活幾何形狀自我變形，與其生物對應物完全相似。這是一種經過數百萬年進化而精煉的機械嵌入智能。」他補充說，在小型機器人領域，這種高效和獨特的機制將成為克服傳統機器人微型化限制的關鍵技術。這項研究為設計未來的緊湊型半水生機器人奠定了基礎，這些機器人能夠在挑戰性強、快速流動的水域中進行探索和導航。研究結果已發表在《科學》期刊上。
