ااستفاده از فنرهاي غيرخطي در ربا‌‌ت‌ها مي‌تواند سبب بهبود عملكرد آن‌ها شود. عمده‌ي فنرهاي موجود داراي رفتار خطي هستند و فنرهاي غيرخطي موجود تنها براي مصارف خاص طراحي شده‌اند. با اين وجود روش‌هايي هم براي طراحي فنرهاي غيرخطي وجود دارد كه داراي ضعف‌هايي چون ناتواني در ايجاد همزمان گشتاور مثبت و منفي و محدوديت در حركت هستند. همچنين هيچ‌كدام از روش‌هاي موجود بومي نيستند. در اين اختراع روشي جديد براي طراحي فنرهاي غيرخطي دوراني با منحني گشتاور-جابجايي دلخواه ارائه مي‌شود كه محدوديت‌هاي مذكور در روش‌هاي گذشته را ندارد. اين طرح بصورت عمومي، ساده، و قابل پياده‌سازي در دو سازوكار مختلف ارائه شده است. سازوكار اول، شامل يك بادامك غيردايره‌اي ثابت، يك فنر و يك غلطك متحرك است. فنر به صورت كشيده شده بين محور دوران و مركز غلطك، متصل است. حركت غلطك بر محيط بادامك غيردايره‌اي باعث تغيير طول فنر مي‌شود. به علت هم‌راستا نبودن نيروي فنر با راستاي شعاعي بادامك، نيروي ناشي از فنر ايجاد گشتاور مي‌كند و بدين ترتيب مي‌توان با طراحي شكل بادامك، گشتاور مورد نياز را ايجاد كرد. سازوكار دوم، مشابه سازوكار اول است و تنها در آن از بادامك متحرك و فنر خطي فشرده ثابت استفاده شده است. با توجه به كاربرد مي‌توان يكي از مكانيزم‌ها را استفاده كرد. به طور خاص اين اختراع براي ربات‌ها ارائه شده است؛ اما مي‌توان از اين طرح در صنايع ديگري هم كه نيازمند فنر غيرخطي هستند، استفاده كرد.

ارتز زانو با عملگر آلياژ حافظه دار، به اصلاح الگوي راه رفتن بيماران كمك مي كند. بيماران داراي ضعف عضله ي چهارسر، به دليل الگوي سفتي غير طبيعي مفصل زانو، از محدوديت هايي در حركات اكستنشن و كنترل فلكشن مفصل زانوي خود در طي سيكل گيت رنج مي‌برند. ارتز مناسب با دو مكانيزم متفاوت در طول فاز هاي ايستادن و گام برداري، نياز بيماران مختلف داراي ضعف عضله ي چهارسر را پاسخ مي دهد. مكانيزم فاز ايستادن، حركت مفصل زانو را از لحظه ي تماس اوليه تا انتهاي فاز ميد-استنس قفل كرده و با توجه به جهت گيري پا بعد از فاز ميد-استنس، مفصل مي تواند آزادانه فلكشن كند. با استفاده از نرم افزار اپن سيم و داده برداري آناليز حركت براي هر بيمار، مقدار گشتاور مورد نياز در هر گام زماني براي تقليد سفتي مفصل زانوي سالم به صورت بهينه شده محاسبه مي‌شود. تير آلياژ حافظه دار، گشتاور مورد نياز جهت اصلاح سفتي مفصل زانو بيمار را طي فاز گام برداري باز توليد مي كند. با طراحي جداگانه ارتز براي بيماران با مقدار ضعف عضلاني مختلف، مي توان پروفايل سفتي مفصل سالم را تقليد كرده و امكان تجربه ي سيكل گيت روان تر را براي هر بيمار بوجود بياوريم.

سيستم ارايه شده يك دست مصنوعي زيرتحريك است. روش انتقال نيرو در اين دست مصنوعي بر مبناي عملگرهاي سري الاستيكي است كه با تقليل تعداد موتورها به يك عدد براي بستن و استفاده از فنرهاي غير فعال براي باز كردن كل انگشتان دست، علاوه بر كاهش هزينه ساخت، كاهش وزن و كاهش مصرف انرژي قابليت‌هاي فراواني را در اختيار كاربر قرار ميدهد. نحوه عملكرد مكانيزم طراحي شده براي دست مصنوعي، براي فاز باز شدن انگشتان، به ازاي هر انگشت يك نخ و فنر به قسمت ساعد به صورت غيرفعال متصل مي‌شوند. براي فاز بسته شدن، يك موتور كه بر روي آن به تعداد بندهاي انگشتان بادامك‌ قرار دارد، بوسيله نخ و فنر به نوك هر بند انگشت متصل خواهد شد. پروفايل بادامك‌ها كه متناسب با ابعاد هر بند انگشت است با هدف بسته شدن صحيح انگشتان بهينه‌سازي خواهد ‌شد. اين سازوكار ويژگي‌هاي منحصر به فردي به دست مصنوعي طراحي شده مي‌دهد: 1- طيف وسيعي از قابليت‌هاي حركتي 2- براي طراحي يك ربات چندلينكي زيرفعال مورد استفاده قرار گيرد 3- قابليت انطباق با هندسه اجسام مختلف را دارا است. 4- كاهش مصرف انرژي. 5- كنترل نيرو 6- افزايش ايمني. 7- كنترل موقعيت. 8- تشخيص سر خوردن اجسام به كمك سنسور نيرو.