Τι είναι η χωρική κινηματική;

Η χωρική κινηματική χρησιμοποιείται για να περιγράψει την κίνηση ενός αντικειμένου σε τρισδιάστατο χώρο.Ένα γόνατο που κάμπτεται στην άρθρωση ή η κίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα είναι παραδείγματα χωρικής κινηματικής.

Φανταστείτε ένα χέρι κάμψη.Πώς θα μετρήσετε την απόσταση της κίνησης του;Θα μετρήσετε από την άκρη των δακτύλων ή του αγκώνα;Όταν ένα χέρι στρέφεται, τμήματα του κινούνται προς τα κάτω, τμήματα του ανεβαίνουν.Ποια κατεύθυνση κινείται;Διαφορετικά μέρη του βραχίονα κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες.Πώς μπορείτε να μετρήσετε πόσο γρήγορα κινείται;

Σε αντίθεση με τη βασική κινηματική, η οποία μελετά την κίνηση των αντικειμένων κατά μήκος ευθείων γραμμών, η χωρική κινηματική είναι πιο περίπλοκη.Στη βασική κινηματική, χρειάζεστε μόνο δύο σταθερά σημεία, την αρχή και το τελείωμα, για να περιγράψετε την κίνηση.Ένα αυτοκίνητο που οδηγεί έναν ευθεία δρόμο ανάμεσα σε δύο πόλεις, για παράδειγμα.Με αυτά τα δύο σημεία μπορείτε να μετρήσετε την ταχύτητα, την ταχύτητα, τη διάρκεια του ταξιδιού και την απόσταση του ταξιδιού.Στη χωρική κινηματική, η κίνηση ενός αντικειμένου πρέπει να μετράται από μια σειρά σημείων κατά μήκος ολόκληρου του εύρους κίνησης.

Χρησιμοποιώντας περισσότερα από ένα σταθερά σημεία, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί μπορούν να διασπάσουν την τρισδιάστατη κίνηση σε μια μήτρα μιας διασταστικής κινήσεων.Αυτές οι μετρήσεις συνδέονται στη συνέχεια σε τύπους που τους επιτρέπουν να περιγράψουν επιστημονικά πώς κινείται ένα αντικείμενο.

Η χωρική κινηματική είναι πολύ σημαντική στον τομέα της ρομποτικής.Προκειμένου να προγραμματίσει ένα ρομπότ για να επεκτείνει το χέρι του και να αρπάξει κάτι, πολλοί σύνθετοι τύποι μπαίνουν στο παιχνίδι.Η κίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα δεν εμφανίζεται σε μία μόνο ευθεία γραμμή.Μια σειρά μηχανισμών πρέπει να ασκήσει μια συγκεκριμένη ποσότητα δύναμης σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση για να φέρει το χέρι σε μια ορισμένη απόσταση από το ρομπότ. Οι γιατροί

Οι γιατροί έχουν επίσης χρησιμοποιούν χωρική κινηματική για να μελετήσουν την κίνηση των ανθρώπων με προσθετικά άκρα.Σε μια μελέτη, στο ιατρικό κέντρο Walter Reed Army, ένας ασθενής ήταν καλυμμένος με διόδους εκπομπής φωτός και γυρίστηκε με ειδική κάμερα καθώς περπατούσαν με προσθετικό πόδι.Οι εικόνες τροφοδοτήθηκαν σε έναν υπολογιστή και οι δίοδοι χρησιμοποιήθηκαν για να σχηματίσουν ένα μοντέλο της κίνησης του ασθενούς.Κάθε δίοδος θα μπορούσε να αντιπροσωπεύει ένα σταθερό σημείο και επέτρεψε στους γιατρούς να μετρήσουν αντικειμενικά τον τρόπο με τον οποίο ένας ασθενής κινήθηκε με πρόθεση.