什么是空间运动学(Spatial Kinematics)？

空间运动学用于描述物体在三维空间中的运动。关节处的膝盖弯曲或机械臂的运动都是空间运动学的例子。医生们已经使用空间运动学来研究使用假肢的人的运动。想象一下手臂弯曲。你会怎么做测量它运动的距离？你是从指尖量还是从肘部量？当手臂弯曲时，它的一部分向下移动，一部分向上移动。它移动的方向是什么？手臂的不同部位以不同的速度运动，你如何测量它的移动速度？机械臂的运动可以通过空间运动学来描述。与研究物体沿直线运动的基本运动学不同，空间运动学更为复杂。在基本运动学中，只需要两个固定点，即起点和终点，描述运动。例如，在两个城市之间的一条直线上行驶的汽车。用这两个点可以测量它的速度、速度、持续时间和行驶距离。在空间运动学中，物体的运动必须从整个运动范围内的一系列点来测量。使用多个固定点重点是，科学家和工程师可以将三维运动分解为一维运动的矩阵，然后将这些测量值插入公式中，使他们能够科学地描述物体如何运动。空间运动学在机器人学领域中非常重要。为了编程机器人伸出手臂抓起东西，许多复杂的公式都起作用了。机械臂的运动不是在一条直线上发生的一系列的机械装置必须在特定的方向上施加一定量的力，使手臂与机器人保持一定距离。医生们还利用空间运动学来研究假肢人体的运动。在沃尔特里德陆军医疗中心的一项研究中，一个病人被一个发光二极管覆盖，当他们用假肢行走时，用一个特殊的摄像机拍摄下来。图像被输入计算机，二极管被用来形成病人运动的模型。每一个二极管都可以代表一个固定的点，医生们可以客观地测量病人在假肢行走时是如何移动的假肢。