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Vea cómo la visión artificial en el mantenimiento de la ciudad puede automatizar el monitoreo de la infraestructura, la inspección de alcantarillado, las reparaciones de carreteras y la planificación urbana para ciudades más inteligentes y seguras.
Se necesita mucho trabajo para mantener una ciudad, pero la mayoría de estas tareas pasan desapercibidas. Por ejemplo, por la noche, los equipos de mantenimiento trabajan en la reparación de carreteras, la limpieza de residuos, la revisión de luces y la garantía de que la ciudad se mantenga segura y funcional.
Las carreteras desgastadas, los desagües bloqueados y las farolas rotas pueden parecer inicialmente menores. Pero si no se controlan, pueden convertirse rápidamente en problemas mayores. Estas tareas de mantenimiento rutinarias son importantes para la seguridad pública. Sin embargo, con el crecimiento de la población y la limitación del personal municipal, los métodos de mantenimiento tradicionales pueden tener dificultades para mantenerse al día.
La visión artificial, una rama de la IA que se centra en el procesamiento y la comprensión de datos visuales, ofrece un enfoque más rápido y eficiente para el mantenimiento diario en las ciudades inteligentes. Al analizar transmisiones de video o imágenes aéreas, las soluciones de Vision AI pueden detectar y rastrear automáticamente los problemas, lo que reduce la carga de los equipos manuales.
Al utilizar modelos avanzados de visión artificial como Ultralytics YOLO11, las ciudades pueden realizar fácilmente tareas como la identificación de residuos, baches o ramas caídas. Las tareas de IA de visión, como la detección de objetos y la segmentación de instancias, pueden ayudar a los equipos de mantenimiento a responder rápidamente y mantener los espacios públicos ordenados, limpios y seguros.
Fig. 1. Detección de residuos utilizando las capacidades de detección de objetos de YOLO11. (Fuente)
En este artículo, exploraremos cómo la visión artificial apoya el mantenimiento urbano, algunas aplicaciones comunes y los beneficios que ofrece. ¡Empecemos!
Una visión general de la visión artificial en el mantenimiento de la ciudad
Las autoridades urbanas están utilizando tecnologías como la visión artificial para comprender y gestionar mejor la infraestructura de la ciudad. Los datos visuales se recogen a través de drones, cámaras y sensores, y luego se procesan utilizando modelos de visión artificial como YOLO11 para obtener información rápida y precisa.
Por ejemplo, en las ciudades inteligentes, la visión artificial se está utilizando para detectar grafitis automáticamente a través de imágenes aéreas y cámaras a nivel de calle, lo que ayuda a los equipos de la ciudad a limpiarlos rápidamente y a mantener los espacios públicos acogedores.
Aquí tienes un vistazo de algunas de las tareas de visión artificial clave que habilitan los sistemas de ciudades inteligentes:
Detección de objetos: Los modelos de visión artificial como YOLO11 pueden identificar y localizar objetos específicos en una imagen o transmisión de vídeo. En el mantenimiento urbano, esto ayuda a los equipos a detectar elementos como conos de tráfico, papeleras o señales de calle rotas que puedan necesitar atención.
Clasificación de imágenes: Asigna una etiqueta a una imagen completa basándose en su apariencia. Por ejemplo, las tomas aéreas de carreteras pueden clasificarse como limpias, agrietadas o inundadas, lo que ayuda a los equipos a clasificar y responder a diferentes escenarios de forma más eficiente.
Seguimiento de objetos: El seguimiento se utiliza para rastrear objetos en movimiento a través de fotogramas de video para seguir sus trayectorias. En las ciudades, ayuda a monitorear vehículos y peatones, mejorando la gestión del tráfico y la seguridad.
Segmentación de instancias: Esta técnica separa las instancias individuales del mismo objeto. En entornos urbanos, puede utilizarse para distinguir entre múltiples farolas, árboles o vehículos aparcados para un mejor seguimiento y mantenimiento.
Visión artificial en aplicaciones de mantenimiento urbano
Ahora que tenemos una mejor idea de cómo la visión artificial apoya el mantenimiento de las ciudades, exploremos algunas de sus aplicaciones en el mundo real.
Inspección inteligente de infraestructuras con IA
El mantenimiento de los desagües subterráneos es un trabajo difícil pero esencial porque los daños pueden provocar graves problemas de salud o medioambientales. La visión artificial se está utilizando ahora para que estas inspecciones sean más seguras y eficientes. Se utilizan drones con cámaras, sensores y sistemas de detección y alcance de luz (LiDAR) para comprobar los túneles y recopilar datos en tiempo real sobre aspectos como los niveles de gas, la temperatura y los daños.
En Michigan, EE. UU., el condado de Macomb es un gran ejemplo de cómo la tecnología está mejorando las inspecciones subterráneas. Después del colapso de una tubería en 2016, el condado comenzó a alejarse de las revisiones manuales y comenzó a utilizar sistemas automatizados.
Ahora, utilizan drones como el Elios 3 y Asio X para explorar de forma segura túneles subterráneos. Los drones recopilan vídeo y datos de sensores, que luego se analizan con visión artificial para detectar cualquier problema estructural. Desde que cambiaron a este enfoque, el condado ha reducido los costes de inspección en casi un 40% y ha hecho que el trabajo sea mucho más seguro para sus equipos.
Fig. 2. El dron Elios 3 se puede utilizar para la inspección de alcantarillado. (Fuente)
Visión artificial para obras viales públicas
De forma similar, el mantenimiento de las carreteras y la gestión del tráfico son elementos clave para que una ciudad funcione sin problemas. Las carreteras pueden deteriorarse con el tiempo debido al tráfico pesado y a las condiciones meteorológicas, lo que provoca grietas, baches y daños en las señales.
Para abordar esto, muchas ciudades están utilizando ahora drones y cámaras montadas en vehículos impulsados por visión artificial para supervisar las condiciones de las carreteras y el tráfico en tiempo real. Esta tecnología ayuda a detectar los problemas de forma temprana, mejorar la seguridad, reducir la congestión y realizar las reparaciones de forma más rápida y precisa.
Esa es exactamente la razón por la que la ciudad de Ahmedabad en la India está equipando los vehículos municipales con cámaras de tablero impulsadas por IA que escanean las carreteras en tiempo real. Estas cámaras detectan baches, grietas y desgaste de la superficie, capturando imágenes y geoetiquetando los daños. Los datos recopilados se envían a un centro de control, donde los funcionarios generan informes y mapas de calor para priorizar las reparaciones, lo que ayuda a acelerar el mantenimiento de las carreteras.
Fig 3. Un ejemplo de detección de baches con estimación de tamaño utilizando visión artificial. (Fuente)
Monitoreo de espacios verdes en ciudades con visión artificial
A medida que aumenta la población humana, las ciudades se expanden, y a medida que las ciudades se expanden, los espacios verdes se reducen. Desafortunadamente, esto puede afectar negativamente la calidad del aire, la temperatura y la vida silvestre. Los árboles ayudan a absorber los gases de carbono, refrescan las áreas urbanas y apoyan la biodiversidad.
Con un enfoque en volverse ecológicas, muchas ciudades están comenzando a utilizar drones, modelos de visión, LiDAR y sistemas de información geográfica (GIS) para monitorear la cobertura verde. Estas tecnologías ayudan a mapear la ubicación de los árboles, evaluar su salud y guiar los esfuerzos de conservación, replantación y desarrollo. Esto ayuda a que la gestión de los espacios verdes sea más precisa y esencial para la planificación urbana sostenible.
Fig. 4. Identificación de árboles urbanos mediante datos aéreos de alta resolución. (Fuente)
Un ejemplo interesante es Nueva Delhi, India, donde la ciudad ha estado luchando contra la contaminación del aire. Para abordar el problema, lanzaron un censo de árboles de cuatro años dirigido por el Instituto de Investigación Forestal.
Utilizando drones, LiDAR y GIS, están cartografiando y monitorizando los árboles urbanos, rastreando su especie, salud y ubicación. Este uso de la tecnología está ayudando a la ciudad a gestionar sus espacios verdes de forma más eficaz, lo que puede mejorar la calidad del aire y apoyar el objetivo de la India de alcanzar emisiones netas cero para 2070.
Aplicaciones de IA de visión en la planificación y el monitoreo urbanos
La construcción ilegal crea serios problemas en las ciudades. Puede bloquear carreteras, ejercer presión sobre los servicios públicos e interferir con el desarrollo planificado. Un enfoque emergente para manejar esto utiliza la visión artificial para comparar imágenes aéreas tomadas a lo largo del tiempo. Esto hace posible detectar incluso pequeños cambios en los edificios o el uso del suelo de forma temprana, lo que permite a las autoridades responder antes de que el problema se agrave.
Por ejemplo, en Baviera, Alemania, los investigadores han desarrollado métodos que utilizan la IA y la visión artificial para analizar imágenes de satélite y mapas geoespaciales con el fin de detectar edificios no autorizados. También se basaron en el Modelo Digital de Superficie Temporal (tDSM), que rastrea los cambios en la elevación de la superficie a lo largo del tiempo.
Al combinar estas herramientas, los investigadores pueden identificar nuevas construcciones mediante el seguimiento de los cambios de elevación y la comparación de imágenes. Este enfoque ayuda a las autoridades locales a hacer cumplir las normas de construcción de forma más eficaz, a planificar un desarrollo sostenible y a mantener registros precisos.
Fig. 5. Un mapa que muestra edificios documentados e indocumentados en la ciudad. (Fuente)
Pros y contras de la visión artificial en el mantenimiento de la ciudad
Estos son algunos de los beneficios clave de utilizar la visión artificial para el mantenimiento de ciudades inteligentes:
Cobertura escalable: La visión artificial puede monitorear grandes áreas urbanas utilizando la infraestructura existente, como CCTV o drones, lo que reduce la necesidad de inspecciones manuales.
Uso dinámico de recursos: El análisis en tiempo real ayuda a priorizar las tareas en función de la urgencia, lo que hace que el mantenimiento sea más eficiente y rentable.
Alertas de emergencia más rápidas: Los sistemas de visión impulsados por IA pueden detectar incidentes como incendios, accidentes o inundaciones casi al instante, lo que permite una respuesta más rápida y reduce los daños.
Si bien los sistemas de visión artificial proporcionan un soporte fiable para el mantenimiento de las ciudades, también conllevan ciertas limitaciones. Aquí hay algunos factores clave que debe tener en cuenta al utilizar estas tecnologías:
Altos costes iniciales: La implementación de sistemas de visión artificial requiere una importante inversión inicial en cámaras, sensores e infraestructura de IA. Es posible que los municipios más pequeños tengan dificultades para afrontar estos gastos inicialmente.
Preocupaciones por la privacidad: El monitoreo visual constante puede generar preocupaciones sobre la vigilancia y la privacidad personal entre los residentes de la ciudad.
Desafíos de la infraestructura: Las ciudades más antiguas pueden carecer de la infraestructura digital necesaria para una implementación a gran escala (por ejemplo, conectividad estable, energía o redes de sensores).
Conclusiones clave
Las ciudades inteligentes están transformando la vida urbana mediante el uso de la visión artificial para mantener mejor la infraestructura. Con la monitorización en tiempo real y la información predictiva, esta tecnología ayuda a las ciudades a responder a los problemas más rápidamente, a utilizar los recursos de forma más eficiente y a mantener a los residentes seguros. Cada vez más, los municipios están pasando de las soluciones reactivas a la planificación proactiva basada en datos.
De cara al futuro, es probable que la IA y la visión artificial desempeñen un papel más importante a la hora de hacer que las ciudades sean más ecológicas, justas y eficientes. Herramientas como los gemelos digitales y la IA generativa complementan estas tecnologías al permitir a los planificadores probar nuevas ideas, mejorar los servicios públicos y cerrar las brechas en el acceso. Juntas, estas innovaciones están ayudando a dar forma a entornos urbanos que no solo son más inteligentes y seguros, sino también más receptivos a las necesidades de sus comunidades.