Raumkinematik wird verwendet, um die Bewegung eines Objekts im dreidimensionalen Raum zu beschreiben. Eine Kniebeugung am Gelenk oder die Bewegung eines Roboterarms sind Beispiele für die Raumkinematik.
Stellen Sie sich eine Armbeugung vor. Wie würden Sie die Entfernung seiner Bewegung messen? Würden Sie von der Fingerspitze oder dem Ellenbogen aus messen? Wenn sich ein Arm beugt, bewegen sich Teile davon nach unten, Teile davon nach oben. In welche Richtung bewegt es sich? Verschiedene Teile des Arms bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Wie kann man messen, wie schnell es sich bewegt?
Im Gegensatz zur einfachen Kinematik, die die Bewegung von Objekten entlang gerader Linien untersucht, ist die räumliche Kinematik komplexer. In der Basiskinematik benötigen Sie nur zwei Fixpunkte, den Start und das Ziel, um die Bewegung zu beschreiben. Ein Auto, das zum Beispiel eine gerade Straße zwischen zwei Städten fährt. Mit diesen beiden Punkten können Sie seine Geschwindigkeit, Geschwindigkeit, Fahrtdauer und die Fahrtstrecke messen. In der Raumkinematik muss die Bewegung eines Objekts aus einer Reihe von Punkten entlang des gesamten Bewegungsbereichs gemessen werden.
Durch die Verwendung von mehr als einem Fixpunkt können Wissenschaftler und Ingenieure dreidimensionale Bewegungen in eine Matrix eindimensionaler Bewegungen zerlegen. Diese Messungen werden dann in Formeln gesteckt, die es ihnen ermöglichen, wissenschaftlich zu beschreiben, wie sich ein Objekt bewegt.
Räumliche Kinematik ist im Bereich der Robotik sehr wichtig. Um einen Roboter so zu programmieren, dass er seinen Arm ausstreckt und etwas greift, kommen viele komplexe Formeln ins Spiel. Die Bewegung eines Roboterarms erfolgt nicht auf einer einzigen geraden Linie. Eine Reihe von Mechanismen muss eine bestimmte Kraft in eine bestimmte Richtung ausüben, um den Arm in einen bestimmten Abstand vom Roboter zu bringen.
Ärzte haben auch die räumliche Kinematik verwendet, um die Bewegung von Menschen mit prothetischen Gliedmaßen zu untersuchen. In einer Studie im Walter Reed Army Medical Center wurde ein Patient mit Leuchtdioden bedeckt und mit einer speziellen Kamera beim Gehen mit einer Beinprothese gefilmt. Die Bilder wurden in einen Computer eingespeist und die Dioden wurden verwendet, um ein Modell der Bewegung des Patienten zu erstellen. Jede Diode könnte einen Fixpunkt darstellen und ermöglichte es den Ärzten, objektiv zu messen, wie sich ein Patient mit einer Prothese bewegte.