절단으로 인해 상실된 하지 기능을 회복하기 위해 보철하지, 특히 보철 다리가 사용되어 왔다. 수동 관절을 포함한 보철 다리 또는 관절이 없는 초기 설계, 그리고 에너지 저장 및 방출(Energy Storing and Releasing, ESR) 발은 추진기(tip-off) 토크가 부족하여 비대칭 보행 양상, 느린 보행 속도, 그리고 더 높은 보행 에너지 소모량의 문제를 보였다. 동력을 사용하는 보철 다리는 앞서 언급한 문제를 해결할 수 있으나, 낮은 에너지 효율과 더 큰 부피 및 무게라는 한계를 지닌다. 본 논문에서는 더 가볍고 더 소형화된 설계를 위해, 보행에 필요한 관절 토크를 생성하면서도 출력이 더 낮은 구동기(액추에이터)를 사용하고자 병렬 탄성 구동기(Parallel Elastic Actuator, PEA)를 이용한 동력식 경골(transtibial) 보철을 제안한다. 필요한 만큼의 스프링 토크를 생성하기 위한 비선형 스프링 메커니즘이 제안된다. 구현된 보철 다리는 3명의 건측(건강한) 대상자와 함께 평가되었다. 실험 결과, 스프링 메커니즘을 적용한 경우 모터에 요구되는 토크가 더 작아지는 것으로 나타났다. 따라서 스프링 메커니즘을 사용할 때 소모되는 전기 전력이 감소하며, 이는 보행에 필요한 관절 토크를 생성하기에 출력이 더 낮은 구동기만으로도 충분함을 시사한다.

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