Động lực học nghiên cứu các lực và tác động của chúng lên chuyển động. Trong robot học, nó trả lời câu hỏi: mỗi khớp cần mô-men xoắn bao nhiêu để tạo ra gia tốc mong muốn? Động học mô tả hướng đi của robot. Động lực học mô tả những gì cần thiết để đến được đó.

Các phương trình chuyển động của robot rất phức tạp. Chúng bao gồm quán tính, lực Coriolis, lực ly tâm, trọng lực và ma sát. Một cánh tay robot chuyển động nhanh sẽ chịu các lực khác so với một cánh tay chuyển động chậm. Robot hình người phải tính đến động lượng của từng chi. Giải các phương trình này trong thời gian thực là một thách thức về mặt tính toán.

Tại sao động lực lại quan trọng

• Việc điều khiển mô-men xoắn chính xác đòi hỏi một mô hình động lực học.
• Các chuyển động nhanh cần có cơ chế bù tiến hướng.
• Robot trọng lượng nhẹ giúp giảm lực quán tính.
• Cơ chế bù trọng lực giúp cánh tay có cảm giác không trọng lượng.
• Mô phỏng dựa trên các mô hình động để đạt được tính chân thực.

Điều khiển dựa trên mô hình sử dụng các phương trình động lực học để tính toán mô-men xoắn cần thiết cho chuyển động mong muốn. Phần điều khiển tiến (feedforward) xử lý hầu hết công việc. Phần điều khiển phản hồi (feedback) hiệu chỉnh các lỗi mô hình và nhiễu loạn. Nếu không có động lực học, robot vẫn có thể di chuyển chậm bằng cách điều khiển vị trí. Nếu đẩy nó lên tốc độ cao, nó sẽ bị giật, dao động hoặc vượt quá mục tiêu. Động lực học là vật lý của chuyển động, và việc bỏ qua nó sẽ hạn chế khả năng của robot. Những nhà thiết kế robot giỏi nhất luôn nghĩ đến động lực học ngay từ bản phác thảo đầu tiên, chứ không phải là một ý tưởng thêm vào sau.