Mekansal kinematik, bir nesnenin hareketini üç boyutlu uzayda tanımlamak için kullanılır. Eklemde bükülen bir diz veya bir robot kolun hareketi, uzaysal kinematik örnekleridir.
Bir kolun büküldüğünü hayal edin. Hareketinin mesafesini nasıl ölçersiniz? Parmakların ucundan mı yoksa dirsekten mi ölçüm yaparsın? Bir kol büküldüğünde, parçaları aşağı doğru hareket eder, parçaları yukarı doğru hareket eder. Hangi yöne hareket ediyor? Kolun farklı kısımları farklı hızlarda hareket ediyor. Ne kadar hızlı hareket ettiğini nasıl ölçebilirsiniz?
Düz kinematik boyunca nesnelerin hareketini inceleyen temel kinematikten farklı olarak, uzaysal kinematik daha karmaşıktır. Temel kinematikte, hareketi tanımlamak için yalnızca iki sabit noktaya (başlangıç ve bitiş) ihtiyacınız vardır. Örneğin, iki şehir arasında düz bir yol kullanan bir araba. Bu iki nokta ile hızını, hızını, seyahat süresini ve hareket mesafesini ölçebilirsiniz. Mekansal kinematikte, bir nesnenin hareketi tüm hareket aralığı boyunca bir dizi noktadan ölçülmelidir.
Birden fazla sabit nokta kullanarak, bilim adamları ve mühendisler üç boyutlu hareketi bir boyutlu hareketlerin matrisine bölebilirler. Bu ölçümler daha sonra bir nesnenin nasıl hareket ettiğini bilimsel olarak tarif etmelerini sağlayan formüllere bağlanır.
Mekansal Kinematik, robotik alanında çok önemlidir. Bir robotu kolunu uzatacak ve bir şey kapacak şekilde programlamak için birçok karmaşık formül devreye girer. Robotik bir kolun hareketi tek bir düz çizgi üzerinde gerçekleşmez. Bir dizi mekanizma, kolu robottan belirli bir mesafeye getirmek için belirli bir yönde belirli miktarda kuvvet uygulamak zorundadır.
Doktorlar ayrıca protez uzuvları olan insanların hareketlerini incelemek için uzaysal kinematik kullanmaktadır. Bir çalışmada, Walter Reed Ordu Tıp Merkezinde bir hasta ışık yayan diyotlarla kaplı ve protez bir bacakla yürürken özel bir kamerayla çekilmiştir. Görüntüler bir bilgisayara beslendi ve diyotlar hastanın hareketinin bir modelini oluşturmak için kullanıldı. Her diyot sabit bir noktayı temsil edebilir ve doktorların bir hastanın bir protezle nasıl hareket ettiğini objektif olarak ölçmelerine izin verebilir.
