Hệ thống truyền động khí nén truyền thống có hiệu suất sử dụng khí nén thấp do rò rỉ và thiết kế van ba vị trí năm cửa. Nghiên cứu này đề xuất mạch kiểu cầu gồm năm van chuyển mạch để điều khiển chuyển động piston, giúp giảm lượng khí nạp và tái sử dụng khí thải. Mô hình tối ưu hóa phi tuyến được xây dựng với các ràng buộc vật lý và được giải bằng phương pháp nội điểm. Thí nghiệm xác nhận rằng mạch mới tiết kiệm từ 55% đến 87% khí nén so với mạch truyền thống, đồng thời giảm va đập cuối hành trình xuống chỉ -0.01 đến -0.02 m/s. Kết quả cho thấy mạch khí nén kiểu cầu có tiềm năng ứng dụng cao trong công nghiệp.