基爾大學動物研究所的生物學家、材料科學家和仿生學專家 Stanislav N. Gorb 教授及其團隊以分析動物驚人的能力並將其轉化為創新的技術應用而聞名。例如，他們根據昆蟲模型創建了機器人抓臂，以及一種可拆卸的粘合膜，其工作方式與昆蟲、蜘蛛和壁虎的粘合器官類似。

在一個紙剛剛發表在美國國家科學院院刊戈布與中國研究人員合作，對中國稻蝗 Oxya chinensis 進行了研究。「它們游泳和跳出水面的能力為先進機器人技術提供了重要靈感，」功能形態學和生物力學工作組負責人解釋道。

迄今為止，人們對蚱蜢在水面上極快的運動，特別是它在水中跳躍的方式基本上沒有進行過研究。戈爾布說：“我們的工作不僅揭示了促進該物種水上雜技的綜合機制，而且還為開發可以在不同地形上移動的仿生機器人奠定了基礎。”

透過靜態和動態力的結合進行水雜技

中華稻蝗廣泛分佈於中國水稻種植區，特別是長江沿岸，是一種特別擅長水上雜技的陸地動物。如果它們落入水中，它們可以輕鬆地再次爬出並飛走。

他們到底是如何做到這一點的，已經在實驗室進行了詳細研究。在實驗中，15 隻蚱蜢 (O. chinensis) 帶有體長將2.2至3.4公分長（不含腿）、0.4至1.0公克重的物體丟進裝滿水的玻璃罐中。它們要麼在水面上完全不活動，要麼被動地隨水流漂流，要麼主動遊動，要麼立即跳出水面。

「當蚱蜢在水中游泳時，我們拍攝了它們水箱Gorb 說：「或使用兩台高速攝影機跳出來。」進一步分析中包括了動物總共 48 次跳躍嘗試和 54 次游泳嘗試。其水上雜技的機制。

力測量和模型分析表明，體重支撐通過靜水壓力可以與蚱蜢的質量成比例地實現，而運動驅動則來自四肢和水之間受控的相互作用（即流體動力學）。

機器人的新驅動策略

先前的研究主要集中在水面上的兩種運動：主要由水面支持的運動。表面張力，例如，水黽所使用的運動，以及由四肢的特殊動力學主導的運動。例如，蛇怪蜥蜴就利用它在水上奔跑。這兩種策略都不是仿生技術應用的理想選擇。

「由水中表面張力主導的運動取決於超疏水（不可潤濕）表面，這對於大型機器人來說並不容易實現。而水生動物運動由四肢動力學主導的技術是基於動物和機器人對錶面的頻繁撞擊，這會消耗太多的能量，」戈爾布報告說。

中國稻蝗跳出水面的能力是基於現在首次揭示的另一個驅動原理。“蚱蜢展示了兩種不同機制的組合，通過靜態水力支撐其重量並通過流體動力學使身體向前移動，以促進其水上雜技。”

在研究了蚱蜢的結構和行為策略後，戈爾布和他的團隊建造了他們的第一個機器人。像昆蟲一樣，原型可以透過以不同速度移動四肢在水面上游泳和跳躍。