Co je prostorová kinematika?

Prostorová kinematika se používá k popisu pohybu objektu v trojrozměrném prostoru.Příklady prostorové kinematiky jsou ohýbání kolen na kloubu nebo pohyb robotické paže.

Představte si ohýbání paže.Jak byste změřili vzdálenost jeho pohybu?Měřili byste měřili ze špičky prstů nebo lokte?Když se paže ohýbá, jeho části se pohybují dolů, jeho části se pohybují nahoru.Jakým směrem se pohybuje?Různé části paže se pohybují různými rychlostmi.Jak můžete měřit, jak rychle se pohybuje?

Na rozdíl od základní kinematiky, která studuje pohyb objektů podél přímých linií, je prostorová kinematika složitější.V základní kinematice potřebujete pouze dva pevné body, start a dokončení, k popisu pohybu.Například auto řídí rovnou silnici mezi dvěma městy.S těmito dvěma body můžete měřit jeho rychlost, rychlost, trvání cestování a vzdálenost cestování.V prostorové kinematice musí být pohyb objektu měřen z řady bodů podél celého rozsahu pohybu.

Pomocí více než jednoho pevného bodu mohou vědci a inženýři rozdělit trojrozměrný pohyb na matici jednorozměrných pohybů.Tato měření jsou poté zapojena do vzorců, které jim umožňují vědecky popisovat, jak se objekt pohybuje.

Prostorová kinematika je v oblasti robotiky velmi důležitá.Aby bylo možné programovat robota, který prodlouží jeho paži a něco chytí, do hry vstoupí mnoho složitých vzorců.Pohyb robotické paže nedochází na jedné přímce.Řada mechanismů musí vyvíjet specifické množství síly specifickým směrem, aby se paže dostala do určité vzdálenosti od robota.

Lékaři také používají prostorovou kinematiku ke studiu pohybu lidí s protetickými končetinami.V jedné studii, v lékařském centru Walter Reed Army Medical Center, byl pacient pokryt diodami vyzařujícími světlo a natočil se speciální kamerou, když chodili s protetickou nohou.Snímky byly přiváděny do počítače a diody byly použity k vytvoření modelu pohybu pacientů.Každá dioda by mohla představovat pevný bod a umožnit lékařům objektivně měřit, jak se pacient pohyboval s protézou.