Bewegingsruimte

Bewegingsruimte is een term uit de natuurkunde en werktuigbouwkunde die verwijst naar het aantal onafhankelijke parameters dat nodig is om de toestand of configuratie van een systeem volledig te beschrijven. In het Nederlands wordt het vaak gelijkgesteld aan vrijheidsgraden (degrees of freedom) en aan de configuratieruimte of bewegingsruimte van een systeem. De term wordt in verschillende vakgebieden gebruikt, waaronder mechanica, robotica en biomedische toepassingen.

In de mechanica definieert bewegingsruimte de dimensionale grootte van de configuratiespace van een systeem. Het aantal vrijheidsgraden is het minimum aantal onafhankelijke variabelen die nodig zijn om de huidige toestand te specificeren, rekening houdend met constrains. Voor een rigid lichaam in drie dimensies zijn dat zes vrijheidsgraden: drie translatiecoördinaten (x, y, z) en drie rotaties (roll, pitch, yaw). In een tweedimensionale ruimte heeft een rigid lichaam meestal drie vrijheidsgraden (x, y, rotatie).

In de biomedische en klinische context wordt bewegingsruimte vaak gebruikt als synoniem voor de range of motion (ROM) van een gewricht: de maximale mate van beweging die binnen de anatomische mogelijkheden mogelijk is. ROM wordt gemeten in graden of millimeters en kan door anatomische factoren, letsel of aandoeningen worden beperkt.

In robotica en bewegingsplanning bepaalt de bewegingsruimte van een manipulator welke posities en oriëntaties mogelijk zijn, en hoe een pad of traject kan worden uitgevoerd zonder botsingen. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen de configuratieruimte (ruimte van alle mogelijke configuraties) en de werkruimte (ruimte waarin het eindeffector kan bewegen).

Zie ook: vrijheidsgraden, configuratieruimte, toestandruimte.