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Integración de la visión artificial en robótica con Ultralytics YOLO11

Abirami Vina

5 minutos de lectura

18 de marzo de 2025

Eche un vistazo más de cerca a cómo los modelos de visión artificial como Ultralytics YOLO11 están haciendo que los robots sean más inteligentes y están dando forma al futuro de la robótica.

Los robots han recorrido un largo camino desde Unimate, el primer robot industrial, que se inventó en la década de 1950. Lo que comenzó como máquinas preprogramadas basadas en reglas ahora ha avanzado a sistemas inteligentes capaces de realizar tareas complejas e interactuar sin problemas con el mundo real. 

Hoy en día, los robots se utilizan en diversas industrias, desde la manufactura y la atención médica hasta la agricultura, para diversas automatizaciones de procesos. Un factor clave en la evolución de la robótica es la IA y la visión artificial, una rama de la IA que ayuda a las máquinas a comprender e interpretar la información visual.

Por ejemplo, los modelos de visión artificial como Ultralytics YOLO11 están mejorando la inteligencia de los sistemas robóticos. Cuando se integra en estos sistemas, la IA visual permite a los robots reconocer objetos, navegar por entornos y tomar decisiones en tiempo real.

En este artículo, analizaremos cómo YOLO11 puede mejorar los robots con capacidades avanzadas de visión artificial y exploraremos sus aplicaciones en diversas industrias.

Una visión general de la IA y la visión artificial en la robótica

La funcionalidad principal de un robot depende de lo bien que comprenda su entorno. Esta percepción conecta su hardware físico con la toma de decisiones inteligente. Sin ella, los robots solo pueden seguir instrucciones fijas y tienen dificultades para adaptarse a entornos cambiantes o manejar tareas complejas. Al igual que los humanos dependemos de la vista para navegar, los robots utilizan la visión artificial para interpretar su entorno, comprender la situación y tomar las medidas adecuadas.

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Fig. 1. Un robot jugando al tres en raya usando visión artificial para interpretar el tablero y hacer movimientos estratégicos.

De hecho, la visión artificial es fundamental para la mayoría de las tareas robóticas. Ayuda a los robots a detectar objetos y evitar obstáculos mientras se mueven. Sin embargo, para ello, no basta con ver el mundo; los robots también deben ser capaces de reaccionar rápidamente. En situaciones del mundo real, incluso un ligero retraso puede provocar errores costosos. Modelos como Ultralytics YOLO11 permiten a los robots recopilar información en tiempo real y responder al instante, incluso en situaciones complejas o desconocidas.

Conociendo Ultralytics YOLO11

Antes de profundizar en cómo se puede integrar YOLO11 en sistemas robóticos, exploremos primero las características clave de YOLO11.

Los modelos Ultralytics YOLO admiten varias tareas de visión artificial que ayudan a ofrecer información rápida y en tiempo real. En particular, Ultralytics YOLO11 ofrece un rendimiento más rápido, menores costes computacionales y una mayor precisión. Por ejemplo, se puede utilizar para detectar objetos en imágenes y vídeos con alta precisión, lo que lo hace perfecto para aplicaciones en campos como la robótica, la sanidad y la fabricación. 

Estas son algunas características impactantes que hacen de YOLO11 una gran opción para la robótica:

  • Facilidad de implementación: Es fácil de implementar y se integra perfectamente en una amplia gama de plataformas de software y hardware.
  • Adaptabilidad: YOLO11 funciona bien en diferentes entornos y configuraciones de hardware, ofreciendo un rendimiento constante incluso en condiciones dinámicas.

Fácil de usar: La documentación e interfaz fáciles de entender de YOLO11 ayudan a reducir la curva de aprendizaje, lo que facilita su integración en sistemas robóticos.

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Fig. 2. Un ejemplo de análisis de la pose de personas en una imagen utilizando YOLO11.

Explorando las tareas de visión artificial habilitadas por YOLO11

Aquí hay una visión más detallada de algunas de las tareas de visión artificial que soporta YOLO11: 

  • Detección de objetos: La capacidad de detección de objetos en tiempo real de YOLO11 permite a los robots identificar y localizar objetos dentro de su campo de visión al instante. Esto ayuda a los robots a evitar obstáculos, realizar la planificación dinámica de rutas y lograr la navegación automatizada tanto en entornos interiores como exteriores.
  • Segmentación de instancias: Al identificar los límites y las formas exactas de los objetos individuales, YOLO11 permite a los robots realizar operaciones precisas de recogida y colocación y tareas de montaje complejas.
  • Estimación de la pose: La compatibilidad de YOLO11 con la estimación de la pose permite a los robots reconocer e interpretar los movimientos y gestos del cuerpo humano. Es crucial para que los robots colaborativos (cobots) trabajen de forma segura junto a los humanos.
  • Seguimiento de objetos: YOLO11 permite rastrear objetos en movimiento a lo largo del tiempo, lo que lo hace ideal para aplicaciones relacionadas con la robótica autónoma que necesitan monitorear su entorno en tiempo real.
  • Clasificación de imágenes: YOLO11 puede clasificar objetos en imágenes, permitiendo a los robots categorizar elementos, detectar anomalías o tomar decisiones basadas en tipos de objetos, como la identificación de suministros médicos en entornos sanitarios.
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Fig. 3. Tareas de visión artificial compatibles con YOLO11.

IA en aplicaciones de robótica: Impulsada por YOLO11

Desde el aprendizaje inteligente hasta la automatización industrial, modelos como YOLO11 pueden ayudar a redefinir lo que los robots pueden hacer. Su integración en la robótica demuestra cómo los modelos de visión artificial están impulsando los avances en la automatización. Exploremos algunos dominios clave donde YOLO11 puede tener un impacto significativo.

Enseñando a robots mediante visión artificial 

La visión artificial se utiliza ampliamente en robots humanoides, lo que les permite aprender observando su entorno. Modelos como YOLO11 pueden ayudar a mejorar este proceso proporcionando detección avanzada de objetos y estimación de la pose, lo que ayuda a los robots a interpretar con precisión las acciones y los comportamientos humanos.

Al analizar los movimientos e interacciones sutiles en tiempo real, se puede entrenar a los robots para que reproduzcan tareas humanas complejas. Esto les permite ir más allá de las rutinas preprogramadas y aprender tareas, como usar un mando a distancia o un destornillador, simplemente observando a una persona.

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Fig. 4. Un robot imitando la acción de un humano.

Este tipo de aprendizaje puede ser útil en diferentes industrias. Por ejemplo, en la agricultura, los robots pueden observar a los trabajadores humanos aprender tareas como plantar, cosechar y gestionar cultivos. Al copiar cómo los humanos realizan estas tareas, los robots pueden adaptarse a diferentes condiciones agrícolas sin necesidad de ser programados para cada situación.

Aplicaciones relacionadas con la robótica en el sector salud

De manera similar, en la atención médica, la visión artificial es cada vez más importante. Por ejemplo, YOLO11 se puede utilizar en dispositivos médicos para ayudar a los cirujanos con procedimientos complejos. Con características como la detección de objetos y la segmentación de instancias, YOLO11 puede ayudar a los robots a detectar estructuras internas del cuerpo, administrar herramientas quirúrgicas y realizar movimientos precisos.

Si bien esto puede sonar a ciencia ficción, investigaciones recientes demuestran la aplicación práctica de la visión artificial en procedimientos quirúrgicos. En un interesante estudio sobre la disección robótica autónoma para la colecistectomía (extirpación de la vesícula biliar), los investigadores integraron YOLO11 para la segmentación de tejidos (clasificación y separación de diferentes tejidos en una imagen) y la detección de puntos clave de instrumentos quirúrgicos (identificación de puntos de referencia específicos en las herramientas). 

El sistema pudo distinguir con precisión entre diferentes tipos de tejido, incluso cuando los tejidos se deformaban (cambiaban de forma) durante el procedimiento, y se ajustó dinámicamente a estos cambios. Esto hizo posible que los instrumentos robóticos siguieran trayectorias precisas de disección (corte quirúrgico).

Fabricación inteligente y automatización industrial

Los robots que pueden recoger y colocar objetos están desempeñando un papel clave en la automatización de las operaciones de fabricación y la optimización de las cadenas de suministro. Su velocidad y precisión les permiten realizar tareas con una mínima intervención humana, como la identificación y clasificación de artículos. 

Con la precisa segmentación de instancias de YOLO11, los brazos robóticos pueden ser entrenados para detectar y segmentar objetos que se mueven en una cinta transportadora, recogerlos con precisión y colocarlos en ubicaciones designadas según su tipo y tamaño.

Por ejemplo, los fabricantes de automóviles más populares están utilizando robots basados en visión artificial para ensamblar diferentes partes de automóviles, lo que mejora la velocidad y la precisión de la línea de ensamblaje. Los modelos de visión artificial como YOLO11 pueden permitir que estos robots trabajen junto con los trabajadores humanos, lo que garantiza una integración perfecta de los sistemas automatizados en entornos de producción dinámicos. Este avance puede conducir a tiempos de producción más rápidos, menos errores y productos de mayor calidad.

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Fig 5. Un brazo robótico basado en visión que ensambla un coche.

Ventajas de integrar Ultralytics YOLO11 en robótica

YOLO11 ofrece varios beneficios clave que lo hacen ideal para una integración perfecta en sistemas robóticos autónomos. Estas son algunas de las principales ventajas:

  • Baja latencia de inferencia: YOLO11 puede ofrecer predicciones muy precisas con baja latencia, incluso en entornos dinámicos.
  • Modelos ligeros: Diseñados para la optimización del rendimiento, los modelos ligeros de YOLO11 permiten que robots más pequeños con menos potencia de procesamiento tengan capacidades de visión avanzadas sin sacrificar la eficiencia.
  • Eficiencia energética: YOLO11 está diseñado para ser energéticamente eficiente, lo que lo hace ideal para robots alimentados por batería que necesitan conservar energía mientras mantienen un alto rendimiento.

Limitaciones de la IA visual en robótica

Si bien los modelos de visión artificial proporcionan herramientas potentes para la visión robótica, existen algunas limitaciones que hay que tener en cuenta al integrarlos en sistemas robóticos del mundo real. Algunas de estas limitaciones son:

  • Recopilación de datos costosa: El entrenamiento de modelos eficaces para tareas específicas de robots a menudo requiere conjuntos de datos grandes, diversos y bien etiquetados, que son caros de adquirir.
  • Variaciones ambientales: Los robots trabajan en entornos impredecibles, donde factores como las condiciones de iluminación o los fondos desordenados pueden afectar el rendimiento de los modelos de visión.
  • Problemas de calibración y alineación: Asegurarse de que los sistemas de visión estén correctamente calibrados y alineados con los otros sensores del robot es vital para un rendimiento preciso, y la desalineación puede conducir a errores en la toma de decisiones.

El futuro de los avances en robótica e IA

Los sistemas de visión artificial no son solo herramientas para los robots de hoy en día; son los pilares de un futuro en el que los robots pueden funcionar de forma autónoma. Con sus capacidades de detección en tiempo real y su compatibilidad con múltiples tareas, son perfectos para la robótica de nueva generación.

De hecho, las tendencias actuales del mercado muestran que la visión artificial se está volviendo cada vez más esencial en la robótica. Los informes de la industria destacan que la visión artificial es la segunda tecnología más utilizada en el mercado mundial de la robótica con IA. 

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Fig. 6. Cuota de mercado global de robots de IA por tecnología.

Conclusiones clave

Con su capacidad para procesar datos visuales en tiempo real, YOLO11 puede ayudar a los robots a detectar, identificar e interactuar con su entorno con mayor precisión. Esto marca una gran diferencia en campos como la fabricación, donde los robots pueden colaborar con los humanos, y la atención médica, donde pueden ayudar en cirugías complejas. 

A medida que la robótica continúa avanzando, la integración de la visión artificial en dichos sistemas será crucial para permitir que los robots manejen una amplia gama de tareas de manera más eficiente. El futuro de la robótica parece prometedor, con la IA y la visión artificial impulsando máquinas aún más inteligentes y adaptables.

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