Η χωρική κινηματική χρησιμοποιείται για να περιγράψει την κίνηση ενός αντικειμένου σε τρισδιάστατο χώρο. Η κάμψη του γόνατος στην άρθρωση ή η κίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα είναι παραδείγματα χωρικής κινηματικής.
Φανταστείτε ένα χέρι που λυγίζει. Πώς θα μετρούσατε την απόσταση της κίνησής του; Θα μετρούσατε από την άκρη των δακτύλων ή τον αγκώνα; Όταν ένας βραχίονας λυγίζει, μέρη του κινούνται προς τα κάτω, μέρη του κινούνται προς τα πάνω. Ποια κατεύθυνση κινείται; Διαφορετικά μέρη του βραχίονα κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες. Πώς μπορείτε να μετρήσετε πόσο γρήγορα κινείται;
Σε αντίθεση με τη βασική κινηματική, η οποία μελετά την κίνηση των αντικειμένων κατά μήκος ευθειών, η χωρική κινηματική είναι πιο περίπλοκη. Στη βασική κινηματική, χρειάζεστε μόνο δύο σταθερά σημεία, την αρχή και τον τερματισμό, για να περιγράψετε την κίνηση. Ένα αυτοκίνητο που οδηγεί σε ευθύ δρόμο μεταξύ δύο πόλεων, για παράδειγμα. Με αυτά τα δύο σημεία μπορείτε να μετρήσετε την ταχύτητά του, την ταχύτητα, τη διάρκεια του ταξιδιού και την απόσταση του ταξιδιού. Στη χωρική κινηματική, η κίνηση ενός αντικειμένου πρέπει να μετρηθεί από μια σειρά σημείων σε όλο το εύρος κίνησης.
Χρησιμοποιώντας περισσότερα από ένα σταθερά σημεία, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί μπορούν να αναλύσουν την τρισδιάστατη κίνηση σε μια μήτρα μονοδιάστατων κινήσεων. Αυτές οι μετρήσεις στη συνέχεια συνδέονται σε τύπους που τους επιτρέπουν να περιγράψουν επιστημονικά πώς κινείται ένα αντικείμενο.
Η Χωρική Κινηματική είναι πολύ σημαντική στον τομέα της ρομποτικής. Για να προγραμματίσετε ένα ρομπότ να απλώνει το χέρι του και να αρπάξει κάτι, μπαίνουν στο παιχνίδι πολλές σύνθετες φόρμουλες. Η κίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα δεν συμβαίνει σε μία ευθεία γραμμή. Μια σειρά μηχανισμών πρέπει να ασκήσει μια συγκεκριμένη ποσότητα δύναμης σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση για να φέρει τον βραχίονα σε μια ορισμένη απόσταση από το ρομπότ.
Οι γιατροί έχουν επίσης χρησιμοποιήσει χωρική κινηματική για να μελετήσουν την κίνηση των ανθρώπων με προσθετικά άκρα. Σε μια μελέτη, στο Walter Reed Army Medical Center, ένας ασθενής καλύφθηκε με δίοδοι εκπομπής φωτός και κινηματογραφήθηκε με ειδική κάμερα καθώς περπατούσε με προσθετικό πόδι. Οι εικόνες τροφοδοτήθηκαν σε έναν υπολογιστή και οι δίοδοι χρησιμοποιήθηκαν για να σχηματίσουν ένα μοντέλο της κίνησης του ασθενούς. Κάθε δίοδος μπορούσε να αντιπροσωπεύει ένα σταθερό σημείο και επέτρεπε στους γιατρούς να μετρήσουν αντικειμενικά τον τρόπο με τον οποίο ένας ασθενής κινήθηκε με μια πρόσθεση.