Qu'est-ce que la cinématique spatiale?

La cinématique spatiale

est utilisée pour décrire le mouvement d'un objet dans un espace tridimensionnel. Une flexion du genou à l'articulation ou le mouvement d'un bras robotique sont des exemples de cinématique spatiale.

Imaginez une flexion du bras. Comment mesureriez-vous la distance de son mouvement? Souhaitez-vous mesurer à partir de la pointe des doigts ou du coude? Lorsqu'un bras se penche, des parties de celui-ci descendent, des parties de celle-ci montent. Dans quelle direction se déplace-t-il? Différentes parties du bras se déplacent à différentes vitesses. Comment pouvez-vous mesurer à quelle vitesse il bouge?

Contrairement à la cinématique de base, qui étudie le mouvement des objets en ligne droite, la cinématique spatiale est plus complexe. Dans la cinématique de base, vous n'avez besoin que de deux points fixes, le début et la fin, pour décrire le mouvement. Une voiture conduisant une route droite entre deux villes, par exemple. Avec ces deux points, vous pouvez mesurer sa vitesse, sa vitesse, sa durée de voyage et la distance de voyage. Dans la cinématique spatiale, le mouvement d'un objet doit être mesuré à partir d'unsérie de points le long de toute l'amplitude des mouvements.

En utilisant plus d'un point fixe, les scientifiques et les ingénieurs peuvent décomposer un mouvement tridimensionnel en une matrice de mouvements unidimensionnels. Ces mesures sont ensuite branchées sur des formules qui leur permettent de décrire scientifiquement comment un objet se déplace.

La cinématique spatiale

est très importante dans le domaine de la robotique. Afin de programmer un robot pour étendre son bras et saisir quelque chose, de nombreuses formules complexes entrent en jeu. Le mouvement d'un bras robotique ne se produit pas sur une seule ligne droite. Une série de mécanismes doit exercer une quantité spécifique de force dans une direction spécifique pour amener le bras à une certaine distance du robot.

Les médecins ont également utilisé la cinématique spatiale pour étudier le mouvement des humains avec des membres prothétiques. Dans une étude, au Walter Reed Army Medical Center, un patient a été recouvert d'émission de lumièreDiodes et filmé avec un appareil photo spécial alors qu'ils marchaient avec une jambe prothétique. Les images ont été introduites dans un ordinateur et les diodes ont été utilisées pour former un modèle du mouvement du patient. Chaque diode pourrait représenter un point fixe et a permis aux médecins de mesurer objectivement comment un patient s'est déplacé avec une prothèse.