Bhamla博士强调："现代科学是关于好奇的科学家跨越国界和学科界限合作研究自然并设计新机器的团队运动。"
Rhagobot机器人的诞生
基于生物学发现，团队开发出重量仅1毫克的弹性毛细风扇，并将其集成到昆虫尺度的机器人中。这个被命名为Rhagobot的仿生机器人采用扁平带状设计，完全依靠水表面力和柔性几何实现自变形，无需任何主动控制机制。
测试显示，机器人的推力提高2.8倍，制动效率提升3.5倍， maneuverability 指标接近生物原型。特别值得注意的是，机器人在模拟湍流环境中的续航时间延长了4倍，证明了这种生物启发设计在真实环境中的实用性。
Koh教授指出："这是一种由数百万年进化提炼的机械嵌入式智能。在微型机器人领域，这类高效独特机制将是克服传统机器人微型化限制的关键技术。"
流体动力学的新见解
通过粒子图像测速技术，研究人员揭示了Rhagovelia独特的涡流特征：与普通水黾产生的简单双极涡流不同，带风扇的水黾每次划水都会产生复杂的涡旋结构，类似于空气中扑翼产生的尾流。这些涡流与对称的毛细波相结合，显著增强了推力生成。
更令人惊讶的是，水黾身体前端形成的弓形波也贡献了额外的推进力。Ortega-Jimenez博士比喻道："就像希腊神赫尔墨斯在腿上安装了微型翅膀。"
研究人员推测，这些扇形结构可能不仅提供阻力推进，还能产生水动力升力——这一现象此前仅在龙虱（通过毛腿）和鸬鹚（通过蹼足）中发现过。
环境适应与未来应用
自然溪流的环境对微小生物极具挑战性——Rhagovelia水黾每天经历的湍流强度远超飞机遭遇的湍流。实验室24小时监测显示，这些昆虫几乎昼夜不停地划水，仅在蜕皮、交配或进食时暂停。这种非凡的耐力源于其能量高效的运动机制：被动变形系统几乎不消耗代谢能量。这些发现对设计环境监测微型机器人具有重要启示：通过利用特定环境的独特特性（如表面张力），可以极大增强机器人的性能和效率。
未来，这类仿生机器人可用于环境监测、搜救任务和扰动水-气界面导航，展现出类似昆虫的敏捷性和适应性。
结语：自然启发的技术革命
这项研究不仅揭示了水栖昆虫 locomotion 的新机制，更展示了生物启发工程在解决微型机器人挑战方面的巨大潜力。
正如Ortega-Jimenez博士所言："自然隐藏着无数等待发现的解决方案——我们只需要保持好奇并愿意合作。"
随着对生物系统理解的深入，未来可能会出现新一代能够像昆虫一样高效导航复杂环境的微型机器人。这些突破不仅推动机器人技术进步，更让我们对自然界的精巧设计产生更深敬畏。从湍急溪流到实验室，水黾的扇状腿正在改写小尺度机器人的设计规则。
Journal
Science
DOI
10.1126/science.adv2792
Method of Research
Experimental study
Subject of Research
Animals
Article Title
Ultrafast elastocapillary fans control agile maneuvering in ripple bugs and robots
Article Publication Date
21-Aug-2025
COI Statement
None
本文封面图片来源
Victor Ortega-Jimenez/UC Berkeley
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文章来源：EurekAlert優睿科科学平台
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