Erdvinė kinematika naudojama apibūdinti objekto judėjimą trimatėje erdvėje. Kelio lenkimas sąnaryje arba roboto rankos judėjimas yra erdvinės kinematikos pavyzdžiai.
Įsivaizduokite rankos lenkimą. Kaip išmatuotumėte jo judėjimo atstumą? Matuotumėte nuo pirštų galiukų ar nuo alkūnės? Kai ranka pasilenkia, dalis jos juda žemyn, dalis – aukštyn. Kokia kryptimi juda? Skirtingos rankos dalys juda skirtingu greičiu. Kaip galite išmatuoti, kaip greitai jis juda?
Skirtingai nuo pagrindinės kinematikos, kuri tiria objektų judėjimą tiesiomis linijomis, erdvinė kinematika yra sudėtingesnė. Pagrindinėje kinematikoje judesiui apibūdinti reikia tik dviejų fiksuotų taškų – pradžios ir pabaigos. Pavyzdžiui, automobilis, važiuojantis tiesiu keliu tarp dviejų miestų. Šiais dviem taškais galite išmatuoti jo greitį, greitį, kelionės trukmę ir kelionės atstumą. Erdvinėje kinematikoje objekto judėjimas turi būti matuojamas iš taškų serijos visoje judesio diapazone.
Naudodami daugiau nei vieną fiksuotą tašką, mokslininkai ir inžinieriai gali suskaidyti trimačius judesius į vienos dimensijos judesių matricą. Tada šie matavimai prijungiami prie formulių, leidžiančių moksliškai apibūdinti, kaip objektas juda.
Erdvinė kinematika yra labai svarbi robotikos srityje. Norint užprogramuoti robotą ištiesti ranką ir ką nors sugriebti, atsiranda daugybė sudėtingų formulių. Roboto rankos judėjimas nevyksta viena tiesia linija. Eilė mechanizmų turi veikti tam tikrą jėgą tam tikra kryptimi, kad ranka būtų tam tikru atstumu nuo roboto.
Gydytojai taip pat naudojo erdvinę kinematiką, kad ištirtų žmonių judėjimą su protezuotomis galūnėmis. Vieno tyrimo metu Walterio Reedo armijos medicinos centre pacientas buvo uždengtas šviesos diodais ir specialia kamera nufilmuotas, kai jis vaikšto su protezu. Vaizdai buvo įvesti į kompiuterį, o iš diodų buvo suformuotas paciento judėjimo modelis. Kiekvienas diodas gali reikšti fiksuotą tašką ir leido gydytojams objektyviai išmatuoti, kaip pacientas judėjo su protezu.