Hvad er rumlig kinematik?

Rumlig kinematik bruges til at beskrive bevægelsen af et objekt i tredimensionelt rum.En knæbøjning ved samlingen eller bevægelsen af en robotarm er eksempler på rumlig kinematik.

Forestil dig en armbøjning.Hvordan ville du måle afstanden til dens bevægelse?Ville du måle fra spidsen af fingrene eller albuen?Når en arm bøjer sig, flytter dele af den ned, dele af den bevæger sig op.Hvilken retning bevæger det sig?Forskellige dele af armen bevæger sig med forskellige hastigheder.Hvordan kan du måle, hvor hurtigt det bevæger sig?

I modsætning til grundlæggende kinematik, der studerer bevægelsen af objekter langs lige linjer, er rumlig kinematik mere kompleks.I grundlæggende kinematik har du kun brug for to faste punkter, start og finish, for at beskrive bevægelse.En bil, der kører en lige vej mellem to byer, for eksempel.Med disse to punkter kan du måle dens hastighed, hastighed, rejsevarighed og kørselsafstanden.I rumlig kinematik skal bevægelsen af et objekt måles fra en række punkter langs hele bevægelsesområdet.

Ved at bruge mere end et fast punkt kan forskere og ingeniører opdele tredimensionel bevægelse i en matrix af en dimensionelle bevægelser.Disse målinger tilsluttes derefter til formler, der giver dem mulighed for videnskabeligt at beskrive, hvordan et objekt bevæger sig.

Rumlig kinematik er meget vigtig inden for robotikområdet.For at programmere en robot til at udvide sin arm og gribe noget, kommer mange komplekse formler i spil.Bevægelsen af en robotarm forekommer ikke på en enkelt lige linje.En række mekanismer skal udøve en bestemt mængde kraft i en bestemt retning for at bringe armen til en bestemt afstand fra roboten.

Læger har også brugt rumlig kinematik til at studere menneskers bevægelse med protetiske lemmer.I en undersøgelse, på Walter Reed Army Medical Center, var en patient dækket med lette emitterende dioder og filmet med et specielt kamera, da de gik med et protetisk ben.Billederne blev ført ind på en computer, og dioderne blev brugt til at danne en model af patienternes bevægelse.Hver diode kunne repræsentere et fast punkt og lod lægerne objektivt måle, hvordan en patient bevægede sig med en protese.