Hva er Spatial Kinematikk?

November 24  by Eliza

Romlige kinematikk er brukt for å beskrive bevegelsen av et objekt i tredimensjonalt rom. En bøye kneet på skjøten eller bevegelse av en robotarm er eksempler på romlige kinematikk.

Tenk deg en arm bøyd. Hvordan vil du måle avstanden fra sin bevegelse? Vil du måle fra tuppen av fingrene eller albuen? Når en arm bøyer, deler av det flytte ned, deler av det flyttes opp. Hvilken retning er det i bevegelse? Ulike deler av armen beveger seg med forskjellige hastigheter. Hvordan kan du måle hvor fort den beveger seg?

I motsetning til grunnleggende kinematikk, som studerer bevegelsen av objekter langs rette linjer, er romlige kinematikk mer kompleks. I grunnleggende kinematikk, trenger du bare to faste punkter, start og slutt, for å beskrive bevegelse. En bil kjører en rett vei mellom to byer, for eksempel. Med disse to punktene kan du måle hastighet, hastighet, varighet for reisen og avstanden av reiser. I romlige kinematikk, må bevegelsen av et objekt måles fra en serie av punkter langs hele bevegelsesområdet.

Ved å bruke mer enn ett fast punkt, kan forskere og ingeniører bryte ned tredimensjonal bevegelse inn i en matrise av en dimensjonale bevegelser. Disse målingene blir deretter koblet til formler som tillater dem å vitenskapelig beskrive hvordan en objekt beveger seg.

Spatial Kinematikk er svært viktig innen robotikk. For å programmere en robot til å utvide sin arm og hente noe, mange kompliserte formler som også spiller inn. Bevegelsen av en robotarm oppstår ikke på en eneste rett linje. En rekke mekanismer må utøve en bestemt mengde av kraft i en bestemt retning for å bringe armen til en viss avstand fra roboten.

Legene har også bruke romlige kinematikk å studere bevegelsen av mennesker med proteser. I en studie ved Walter Reed Army Medical Center, ble en pasient dekket med lysdioder og filmet med et spesielt kamera som de gikk med en protese ben. Bildene ble matet inn i en datamaskin, og de dioder ble brukt til å danne en modell av pasientens bevegelser. Hver diode kunne representere et fast punkt og tillot legene å objektivt måle hvordan en pasient flyttet med en protese.

  • Leger har brukt romlige kinematikk å studere bevegelse av personer som bruker proteser.
  • Bevegelsen av en robotarm kan beskrives gjennom romlige kinematikk.