Ein heißer Sommertag auf dem Lande. Kein Lüftchen rührt sich, der kleine Teich ist spiegelglatt. Nur ab und zu zeichnen sind kleine Sprenkel ab. Es sind Wasserläufer, die über seine Oberfläche huschen. Möglich macht’s die Oberflächenspannung des Wassers. Sie hält die Grenzschicht so straff, dass diese dem Insekt genug Halt bietet, um nicht zu versinken. Doch die Tiere können nicht nur auf dem Wasser laufen, sondern auch springen, zum Teil mehr als zehn Zentimeter hoch.

Eigentlich seltsam, meint Kyu Jin Cho, Forscher an der Universität Seoul in Südkorea, denn: "Beim Springen übt man eine relativ starke Kraft auf den Untergrund aus. Auf dem Wasser sind diese Sprungkräfte eigentlich viel zu groß, die Tiere müssten eigentlich untergehen."

Dass der Wasserläufer dennoch hüpfen kann, verdankt er einer speziellen Sprungtechnik. Wie sie funktioniert, haben Cho und seine Leute nun genauestens analysiert, und zwar mithilfe von Zeitlupenaufnahmen. "Der Wasserläufer schafft es, dass die Kraft, die er beim Hüpfen aufs Wasser bringt, niemals größer ist als dessen Oberflächenspannung. Um das hinzubekommen, dreht er seine Beine während des Springens. Dadurch bleiben sie länger mit dem Wasser in Kontakt. Außerdem sind seine Beine so biegsam, dass er sie beim Weghüpfen ziemlich lange ans Wasser anschmiegen kann."

Hinzu kommt, dass das Insekt am Anfang des Sprungs seine Beine nur schwach aufs Wasser presst und dann erst allmählich die Kraft steigert. Es ist also ein ganzes Repertoire an Tricks, das es dem Tier ermöglicht, seine Sprungkraft gleichsam zu strecken, also auf eine längere Zeitspanne zu verteilen. Und genau das führt dazu, dass die Oberflächenspannung und damit die Tragfähigkeit des Wassers zu keinem Zeitpunkt überschritten wird. Das Prinzip also war klar, und nun konnten es Cho und seine Leute auf die Welt der Feinmechanik übertragen und einen winzigen Roboter konstruieren. Er sieht einem Wasserläufer verblüffend ähnlich, hat aber nicht sechs Beine, sondern nur vier.

"Wir verwenden extrem leichte, aber dennoch stabile Materialien, zum Beispiel glasfaserverstärkten Kunststoff. Die Beine sind aus einer Titanlegierung. Die nämlich ist extrem biegsam." 68 Milligramm wiegt der Winzling, der nur wenig größer ist als das Original. Das Entscheidende ist der Sprungmechanismus – ein künstlicher Muskel, der verhalten startet und dann deutlich zulegt. "Der Muskel besteht aus einer Legierung mit einer ungewöhnlichen Eigenschaft: Sie schrumpft, sobald sie erhitzt wird. Führen wir also unserem Roboter von außen Wärme zu, zieht sich der künstliche Muskel zusammen und bringt dadurch die Beine des Roboters in Bewegung."

Damit schafft das auf Wasser schwimmende Maschinchen eine Hüpfhöhe von immerhin 14 Zentimetern – genauso viel wie ein echter Wasserläufer. Und wozu könnte das Patent eines Tages gut sein? Nun, antwortet Cho, eine Idee gäbe es da schon. "In Zukunft wäre es schön, einen Roboter bauen zu können, der auf dem Wasser hüpfen und dann am besten auch noch fliegen könnte. Wir denken da an ganze Schwärme von solchen Winzlingen, die in einem Katastrophengebiet ausschwärmen und nach Gefahrenherden suchen oder nach Verletzten."

Doch bevor an solche Anwendungen zu denken ist, müsste man den Sprungmechanismus erst mal mit anderen Technologien verbinden – mit extrem leichten Sensoren, Batterien und Funksendern. Erst damit wäre der hüpfenden Winzling überhaupt funktionstüchtig. Und das heißt: Unsere Teiche und Seen werden bis auf Weiteres den echten, biologischen Wasserläufern vorbehalten bleiben.