Der seriell elastische Aktuator (englisch series elastic actuator, SEA) ist eine Antriebseinheit, in die absichtlich ein elastisches Element — meist eine Feder — zwischen den Motor mit Getriebe und das eigentliche Gelenk eingefügt ist. Auf den ersten Blick mag das wie ein Rückschritt erscheinen, denn die Elastizität verschlechtert die Genauigkeit der Positionierung. In Wirklichkeit ist es ein cleverer Kompromiss: Die Feder ermöglicht es dem Roboter, Kraft zu messen und die umgebende Welt sicher zu berühren.
Das Prinzip nutzt aus, dass die Kraft in der Feder proportional zu ihrer Verformung ist (Hookesches Gesetz). Wenn ein Sensor misst, um wie viel die Feder zusammengedrückt oder gedehnt wurde, kann er daraus direkt das Drehmoment im Gelenk ableiten — und das ohne die Notwendigkeit eines teuren Kraft-Momenten-Sensors. SEA bietet so eine sehr getreue Kraftregelung, was bei der Manipulation von Gegenständen und bei der Interaktion mit Menschen entscheidend ist.
Der zweite große Vorteil ist die Dämpfung von Stößen. Wenn ein Roboterbein auf dem Boden aufsetzt oder eine Hand gegen ein Hindernis stößt, absorbiert die Feder den Aufprall und schützt sowohl das Getriebe und den Motor als auch die Umgebung. Dadurch sind SEA sicherer für die Zusammenarbeit mit Menschen und widerstandsfähiger beim dynamischen Gehen und bei der Ganzkörperregelung. Bekannt machte diese Konzeption unter anderem der zweibeinige Roboter von Agility Robotics — sein Digit nutzt nachgiebige Gelenke zur sicheren Fortbewegung in Lagern zwischen Menschen.
SEA hat auch seine Schattenseiten. Die Feder verlangsamt die Reaktion des Aktuators auf schnelle Befehlsänderungen, sodass er für Aufgaben, die blitzschnelle Genauigkeit erfordern, weniger geeignet ist. Die Konstruktion ist zudem komplexer und hat mehr bewegliche Teile. Ein Teil der Hersteller wählt deshalb einen alternativen Weg — den quasi-direkten Antrieb (QDD), der Nachgiebigkeit allein durch das niedrige Getriebe und die Rücktreibbarkeit des Motors erreicht, statt durch eine zusätzliche Feder. Die Wahl zwischen SEA und QDD ist eine der entscheidenden Festlegungen beim Entwurf der Beine und Arme eines Humanoiden.