水面行走听上去有些超自然，但事实上却是一种很自然的现象。很多小型生物依靠水面张力移动自己的身体。比如水黾这种半水生昆虫能够完成在水面上跳跃这一最为复杂的动作。它不但能在水面行走，还可以借助其腿部产生足够的向上冲力而腾空跃起。
一个来自首尔国立大学、哈佛大学威斯研究所（Wyss Institute），以及哈佛大学工程及应用科学学院的国际研究团队通过模拟上述水上动作，开发出一种可以在水面上跳跃的全新机器人昆虫。借此，他们对于使得水黾能从陆地或水面以相同的力量和高度跳起的自然动力原理有了全新的认识。这一成果发表《自然》杂志上。
文章的主要作者之一，首尔国立大学机械与航天工程学院的副教授Kyu-Jin Cho介绍说：“要实现从水面的跳跃，需要在充分的时间内达到某一深度，并以正确的速度对水面产生一定压力。水黾能够将上述动作完成得天衣无缝。”首尔国立大学机械与航天工程学院教授，文章的主要作者之一Ho-Young Kim发现，水黾的腿部末端的略微弯曲的结构，使其能够完成腿部旋转动作以离开水面。
Ho-Young Kim是机械与航天工程学院微流体力学实验室的主任，曾在哈佛大学威斯研究所工作。Ho-Young Kim与该项研究的第一作者之一，首尔国立大学微流体力学实验室研究员Eunjin Yang合作，收集了许多水黾并对它们的水上跳跃动作拍摄了大量的视频，用以分析水黾在水面行走跳跃的机制。
该研究团队利用机器人原型机对其假设进行测试和完善，通过多次尝试才完全理解水黾的动作原理。
另外一位作者，哈佛大学威斯实验室的核心研究人员Robert Wood说道：“如果你在水面上以极快的速度施加尽可能大的压力，那你的四肢将穿透水面，根本无法实现跳跃或行走。”Robert Wood同时还是哈佛大学工程及应用科学学院的教授及哈佛大学微生物实验室的创始人。
通过将机器人原型机与水黾比较，首尔国立大学和哈佛大学的研究团队发现，实现从水面跳跃最佳的方式是令其腿部在跳跃时尽可能长时间的保持与水面的接触。
该研究的第一作者之一Je-Sung Koh提到：“水黾通过其腿部向水面施压，而这种压力恰好不超过水的张力。”研究期间Je-Sung Koh是首尔国立大学在读博士，目前是哈佛大学威斯研究所博士后。
通过模仿水黾，研究团队开发的机器人昆虫可向水面施加相当于其自身重量16倍的压力而不打破水面张力平衡。这个过程不涉及任何其它复杂的控制。很多生物尽管并没有复杂的认知技巧，却可以在水面上轻易做出飞行、漂浮、游泳和水面跳跃等超常动作。
“这主要是由于它们的自然形态所致。”Cho说道，“这其实是一种通过身体表现的或身体的智能，我们能从这种身体智能中学习如何制造能够完成超常动作却无需引入复杂控制或人工智能的机器人。”
跳蚤跳跃时亦可作出超常动作而无需智力控制，科学家受此启发利用反转扭矩弹射机械原理制作了这个机器人昆虫。
Cho、Wood和Koh率先在2013年的智能机器人和系统国际年会上报告了这一发现。
机器人昆虫跳上水面时，其轻型的弹射机械利用瞬间爆发的动能以及有限的推力来推动它，同时却不击穿水面。弹射机械是由一个自动触发机械激活的，后者由一种复合材料及执行器构成。
对于机器人昆虫的主体，科学家使用一种“弹出式”的生产方式来制造出可自我组装的复合折叠结构，这好比从3D图书中弹出的那些折叠物体一样。这一独具匠心的多层折叠结构可实现微型机器人及一系列电动机械设备的快速制造。
“通过在较长时间内扩散跳跃所需的推力并与水面较长时间地接触，机器人昆虫在水上跳跃时获得的高度和动量与在坚硬地面上进行快速跳跃时相同。”Wood解释说。
威斯研究所的创始人Donald Ingber提到：“此次由生物学家和机器人工程师进行的跨国合作不但发明了一种可完成超常动作的新颖的半水上仿生机器人，还为我们对水黾的自然机械原理有了更深的认识。”