論文の概要: Task-Adaptive Design of Modular Aerial Manipulators Under Airflow Exposure Constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.09548v1
- Date: Fri, 10 Jul 2026 15:58:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-13 16:48:13.455907
- Title: Task-Adaptive Design of Modular Aerial Manipulators Under Airflow Exposure Constraints
- Title（参考訳）: 気流曝露制約下におけるモジュール型空気マニピュレータのタスク適応設計
- Abstract要約: 本稿では,モジュール型空中マニピュレータのための最適化に基づく設計フレームワークを提案する。
まず、ターゲット側気流耐性の新しい分類を導入し、対応する露光条件を幾何学的制約として定式化する。
この定式化に基づいて,モジュール型空中マニピュレータを多様なタスクレンチ要求に適応させる再構成最適化を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.14647031285089
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Aerial manipulation with multirotor platforms enables physical interaction in complex environments, but rotor-induced airflow remains a critical limitation for tasks involving airflow-sensitive targets or surroundings. This paper presents an optimization-based design framework for modular aerial manipulators that jointly considers task wrench feasibility, end-effector placement, and airflow exposure constraints. We first introduce a novel categorization of target-side airflow tolerance and formulate the corresponding exposure requirements as geometric constraints. To efficiently model rotor-induced airflow, we introduce a compact cone-sphere envelope that approximates the spreading structure of a quadrotor's airflow while preserving computational tractability for optimization. Building on this formulation, we propose a reconfiguration optimization that adapts a modular aerial manipulator to diverse task wrench requirements while enforcing both target-side airflow exposure and intra-platform airflow interference constraints. Unlike prior designs that assume a fixed end-effector location, the proposed framework optimizes the end-effector placement together with the platform configuration. Scalability experiments and ablation studies validate the effectiveness of the proposed framework.
- Abstract（参考訳）: マルチロータプラットフォームによる空中操作は複雑な環境での物理的相互作用を可能にするが、ローターによって誘導される空気流は、気流に敏感なターゲットや周囲を含むタスクにとって重要な制限である。
本稿では, タスクレンチ実現性, エンドエフェクタ配置, エアフロー露光制約を共同で検討した, モジュール型空中マニピュレータの最適化に基づく設計手法を提案する。
まず, ターゲット側気流抵抗の新たな分類を導入し, 対応する露光条件を幾何学的制約として定式化する。
回転子誘導気流を効率的にモデル化するために,最適化のための計算的トラクタ性を保ちながら,四極子の気流の拡散構造を近似するコンパクトコーンスフィアエンベロープを導入する。
この定式化に基づいて,モジュール型空中マニピュレータを多種多様なタスクレンチ要求に適応し,目標側気流露光とプラットフォーム内気流干渉の制約を強制する再構成最適化を提案する。
固定されたエンドエフェクタ位置を仮定する以前の設計とは異なり、提案フレームワークはプラットフォーム構成とともにエンドエフェクタ配置を最適化する。
拡張性実験とアブレーション研究により,提案フレームワークの有効性が検証された。
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