Spatial kinematik används för att beskriva ett objekts rörelse i tredimensionellt rymd. En knäböjning i leden eller rörelsen av en robotarm är exempel på rumslig kinematik.
Föreställ dig en armböjning. Hur skulle du mäta avståndet för dess rörelse? Skulle du mäta från toppen av fingrarna eller armbågen? När en arm böjs rör sig delar av den nedåt, delar av den rör sig uppåt. Vilken riktning rör det sig? Olika delar av armen rör sig i olika hastigheter. Hur kan du mäta hur snabbt den rör sig?
Till skillnad från grundläggande kinematik, som studerar objekts rörelse längs räta linjer, är rumslig kinematik mer komplex. I grundläggande kinematik behöver du bara två fasta punkter, start och mål, för att beskriva rörelse. En bil som kör en rak väg mellan två städer, till exempel. Med dessa två punkter kan du mäta dess hastighet, hastighet, färdlängd och färdsträcka. I rumslig kinematik måste ett föremåls rörelse mätas från en serie punkter längs hela rörelseområdet.
Genom att använda mer än en fast punkt kan forskare och ingenjörer bryta ner tredimensionella rörelser till en matris av endimensionella rörelser. Dessa mätningar kopplas sedan in i formler som gör det möjligt för dem att vetenskapligt beskriva hur ett objekt rör sig.
Spatial kinematics är mycket viktigt inom robotteknik. För att programmera en robot att sträcka ut sin arm och ta tag i något spelar många komplexa formler in. Rörelsen av en robotarm sker inte på en enda rak linje. En serie mekanismer måste utöva en viss mängd kraft i en specifik riktning för att föra armen till ett visst avstånd från roboten.
Läkare har också använt rumslig kinematik för att studera rörelser hos människor med proteser. I en studie, vid Walter Reed Army Medical Center, täcktes en patient med lysdioder och filmades med en speciell kamera när de gick med en benprotes. Bilderna matades in i en dator och dioderna användes för att bilda en modell av patientens rörelse. Varje diod kunde representera en fast punkt och gjorde det möjligt för läkarna att objektivt mäta hur en patient rörde sig med en protes.