Prostorna kinematika se koristi za opisivanje kretanja objekta u trodimenzionalnom prostoru. Savijanje koljena u zglobu ili pokret robotske ruke primjeri su prostorne kinematike.
Zamislite savijanje ruke. Kako biste izmjerili udaljenost njegovog kretanja? Biste li mjerili od vrha prstiju ili od lakta? Kada se ruka savije, njezini se dijelovi pomiču dolje, a dijelovi gore. U kojem smjeru se kreće? Različiti dijelovi ruke kreću se različitim brzinama. Kako možete izmjeriti koliko se brzo kreće?
Za razliku od osnovne kinematike, koja proučava kretanje objekata duž ravnih linija, prostorna kinematika je složenija. U osnovnoj kinematici, potrebne su vam samo dvije fiksne točke, početak i cilj, da opišete kretanje. Na primjer, automobil koji vozi ravnom cestom između dva grada. S ove dvije točke možete mjeriti njegovu brzinu, brzinu, trajanje putovanja i udaljenost putovanja. U prostornoj kinematici kretanje objekta mora se mjeriti iz niza točaka duž cijelog raspona gibanja.
Koristeći više od jedne fiksne točke, znanstvenici i inženjeri mogu rastaviti trodimenzionalno kretanje u matricu jednodimenzionalnih pokreta. Ta se mjerenja zatim spajaju u formule koje im omogućuju da znanstveno opišu kako se objekt kreće.
Prostorna kinematika je vrlo važna u području robotike. Kako bi programirao robota da ispruži ruku i zgrabi nešto, u igru dolaze mnoge složene formule. Kretanje robotske ruke ne događa se na jednoj ravnoj liniji. Niz mehanizama mora primijeniti određenu količinu sile u određenom smjeru kako bi ruku doveo na određenu udaljenost od robota.
Liječnici su također koristili prostornu kinematiku za proučavanje kretanja ljudi s protetskim udovima. U jednoj studiji, u medicinskom centru Walter Reed Army, pacijent je bio prekriven diodama koje emitiraju svjetlost i snimljen posebnom kamerom kako hoda s protetskom nogom. Slike su unesene u računalo, a diode su korištene za formiranje modela kretanja pacijenta. Svaka dioda mogla je predstavljati fiksnu točku i omogućila liječnicima da objektivno izmjere kako se pacijent kretao s protezom.