¿Qué es la cinemática espacial?
La cinemática espacial se usa para describir el movimiento de un objeto en el espacio tridimensional. Una rodilla que se dobla en la articulación o el movimiento de un brazo robótico son ejemplos de cinemática espacial.
Imagine una flexión del brazo. ¿Cómo medirías la distancia de su movimiento? ¿Medirías desde la punta de los dedos o el codo? Cuando un brazo se dobla, partes de él se mueven hacia abajo, partes de él se mueven hacia arriba. ¿En qué dirección se mueve? Diferentes partes del brazo se están moviendo a diferentes velocidades. ¿Cómo puedes medir qué tan rápido se mueve?
A diferencia de la cinemática básica, que estudia el movimiento de los objetos a lo largo de la línea recta, la cinemática espacial es más compleja. En cinemática básica, solo necesita dos puntos fijos, el inicio y el final, para describir el movimiento. Un automóvil que conduce un camino recto entre dos ciudades, por ejemplo. Con estos dos puntos puede medir su velocidad, velocidad, duración del viaje y la distancia de viaje. En la cinemática espacial, el movimiento de un objeto debe medirse a partir de unserie de puntos a lo largo de todo el rango de movimiento.
Al usar más de un punto fijo, los científicos e ingenieros pueden descomponer el movimiento tridimensional en una matriz de movimientos unidimensionales. Esas mediciones se conectan a fórmulas que les permiten describir científicamente cómo se mueve un objeto.
La cinemática espacial es muy importante en el campo de la robótica. Para programar un robot para extender su brazo y agarrar algo, muchas fórmulas complejas entran en juego. El movimiento de un brazo robótico no ocurre en una sola línea recta. Una serie de mecanismos debe ejercer una cantidad específica de fuerza en una dirección específica para llevar el brazo a una cierta distancia del robot.
Los médicos también han usado cinemática espacial para estudiar el movimiento de humanos con extremidades protésicas. En un estudio, en el Centro Médico del Ejército Walter Reed, un paciente estaba cubierto de luz emitida.diodos y filmados con una cámara especial mientras caminaban con una pierna protésica. Las imágenes fueron alimentadas en una computadora y los diodos se usaron para formar un modelo del movimiento del paciente. Cada diodo podría representar un punto fijo y permitió a los médicos medir objetivamente cómo se movió un paciente con una prótesis.