論文の概要: A Tilt-Rotor UAV with a Gripper for Stable Contact-Based Tasks via Environmental Anchoring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.01736v1
• Date: Mon, 03 Aug 2026 06:01:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-04 15:07:25.344538
• Title: A Tilt-Rotor UAV with a Gripper for Stable Contact-Based Tasks via Environmental Anchoring
• Title（参考訳）: 環境アチョリングによる安定接触型作業用グリパー付きティルトロータUAV
• Abstract要約: 本稿では,非拘束飛行から安定な作業プラットフォームへの移行を目的とした,無人航空機(UAV)プラットフォームを提案する。 本システムでは,(1)前方運動からピッチを分離し,非ゼロピッチ角度での安定ホバリングを可能にする傾斜回転機構を有するマルチロータと,(2)不活性化,ケーブル駆動,プリサマティックグリップパーを備える。 その結果,風条件下であっても,アンカーの安定性が著しく向上し,自由飛行ベースラインに比べて位置ずれRMSEが95%以上低減されることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.225267148607479
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Maintaining a stable pose during physical interaction is a significant challenge for aerial robots, often limiting their use in contact-based tasks. This paper presents a novel uncrewed aerial vehicle (UAV) platform designed to transition from unconstrained flight to a stable, constrained work platform via environmental anchoring. Our system comprises: 1) a multirotor with a tilt-rotor mechanism that decouples pitch from forward motion, enabling stable hover at non-zero pitch angles, and 2) a novel underactuated, cable-driven, prismatic gripper featuring compliance to adapt to irregular geometries, designed to stabilize the UAV by anchoring it to its environment. We present the design and prototyping of the complete system and validate its performance through a series of real-robot flight tests. Results demonstrate that anchoring significantly improves stability for interaction tasks, reducing positional drift RMSE by over 95% compared to a free-flight baseline, even under windy conditions. The anchored system can withstand longitudinal reaction forces up to 75N while maintaining a stable pose. Furthermore, across a range of target geometries and orientations, the system demonstrated consistent stability with a positional drift RMSE that never exceeded 3mm. These results establish the viability of our approach for complex physical interaction tasks, such as sampling tree health by drilling or sensor installation in hard-to-reach locations. Watch our UAV at: https://youtu.be/HDQ8S4ZW3Ls
• Abstract（参考訳）: 物理的相互作用の間、安定したポーズを維持することは、しばしば接触に基づくタスクでの使用を制限する、航空ロボットにとって重要な課題である。 本稿では,無人航空機(UAV)プラットフォームについて,制約のない飛行から環境アンカーによる安定な作業プラットフォームへの移行を目的とした。 私たちのシステムは以下の通りです。 1)非零ピッチ角度での安定ホバリングを可能にする前方運動からピッチを分離する傾斜回転機構を有するマルチロータ 2)不規則なジオメトリーに適合するコンプライアンスを特徴とする、不活性化・ケーブル駆動・プリサマティックグリップは、UAVをその環境に固定することで安定させるように設計されている。 本稿では,本システムの設計とプロトタイピングについて述べるとともに,実際のロボット飛行テストを通じてその性能を検証する。 その結果,風条件下であっても,アンカーの安定性が著しく向上し,自由飛行ベースラインに比べて位置ずれRMSEが95%以上低減されることがわかった。 固定されたシステムは、安定なポーズを維持しながら、75Nまでの長手反応力に耐えることができる。 さらに, 対象地平線と方位の幅は, 3mmを超えない位置ドリフトRMSEと一貫した安定性を示した。 これらの結果から, 掘削やセンサ設置による樹木の健康状態のサンプリングなど, 複雑なインタラクションタスクへのアプローチの実現可能性が確認された。 UAV: https://youtu.be/HDQ8S4ZW3Ls

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