25 de marzo de 2025
Vea cómo Ultralytics YOLO11 y la visión por ordenador en el fenotipado de plantas pueden utilizarse para automatizar tareas como el recuento de hojas, la detección de sequías y la predicción de enfermedades.
La agricultura es esencial para nuestro suministro de alimentos, y los investigadores siempre están buscando formas de optimizar los procesos relacionados con un reto clave: el cambio climático. Con el calentamiento global alterando las temporadas de cultivo y la población mundial en aumento, la necesidad de desarrollar cultivos que puedan resistir entornos en constante cambio es muy real. El fenotipado de las plantas es un elemento clave de esta investigación.
El fenotipado de las plantas consiste en estudiar sus propiedades, como el tamaño, el color, el crecimiento y la estructura de las raíces. Al comprender cómo reaccionan las plantas ante distintas condiciones, podemos identificar cuáles están mejor preparadas para soportar la sequía, el calor o un suelo pobre. Estos datos pueden utilizarse para tomar decisiones sobre qué cultivos mejorar para aumentar la productividad agrícola.
Normalmente, el fenotipado de plantas implica observaciones visuales manuales, que pueden llevar mucho tiempo y requerir mucho trabajo. La visión por ordenador, una rama de la inteligencia artificial (IA), puede reinventar la forma de estudiar las plantas. Con la visión por ordenador en el fenotipado de plantas, podemos detectar y analizar automáticamente plantas a partir de imágenes o vídeos, mejorando significativamente la velocidad, la coherencia y la precisión.
Por ejemplo, los modelos de visión por ordenador como Ultralytics YOLO11 pueden procesar grandes volúmenes de datos visuales de plantas capturados por drones, robots terrestres o dispositivos portátiles. Gracias a su compatibilidad con diversas tareas de visión por ordenador, YOLO11 puede utilizarse para analizar diversas propiedades de las plantas en imágenes y vídeos.
En este artículo examinaremos más de cerca los retos que plantea el fenotipado tradicional de las plantas y exploraremos cómo modelos de visión por ordenador como YOLO11 están impulsando prácticas agrícolas más inteligentes y sostenibles.
El fenotipado de las plantas es el proceso de observación y análisis de sus características físicas y bioquímicas. Mediante la recopilación de datos como la altura de la planta, el área foliar, la tasa de crecimiento y las respuestas al estrés, podemos obtener información valiosa sobre cómo crecen las plantas y cómo reaccionan a diversos entornos.
Los datos recogidos mediante el fenotipado de plantas son vitales para la mejora de los cultivos, la predicción del rendimiento y el aumento de la resistencia al clima. Estos datos también ayudan a los agricultores y a los expertos agrícolas a seleccionar las variedades de plantas con mejor rendimiento para su posterior cultivo o mejora.
Incluso hoy en día, el fenotipado de las plantas suele realizarse con métodos manuales. Los investigadores o agricultores expertos visitan los campos, miden físicamente las plantas y registran los datos a mano. A pesar de su valor, estos métodos requieren mucho esfuerzo humano. También pueden dar lugar a incoherencias, ya que distintas personas pueden observar e interpretar los rasgos de las plantas de forma diferente.
Sin embargo, el fenotipado moderno o fenotipado de plantas de alto rendimiento se centra en la coherencia, la precisión y la recopilación de datos no destructiva. Las plantas se monitorizan utilizando herramientas avanzadas como cámaras RGB (cámaras en color estándar), sensores hiperespectrales (dispositivos que captan una amplia gama de información de color, incluso más allá de lo que el ojo puede ver) y sistemas LiDAR (Light Detection and Ranging) (escáneres basados en láser que crean mapas 3D detallados) para captar datos de alta resolución sin perturbar físicamente las plantas.
Cuando se combinan con la IA y la visión por ordenador, estos métodos no invasivos pueden ayudar a mejorar significativamente la precisión y la coherencia del fenotipado de las plantas.
Aunque fundamentales, los métodos tradicionales de fenotipado de plantas presentan varias limitaciones y desafíos. He aquí algunos de sus principales inconvenientes:
El fenotipado de plantas de alto rendimiento se centra en la automatización del fenotipado de plantas para que las mediciones sean más precisas y las cosas sigan siendo coherentes. Abre nuevas puertas a la innovación agrícola y la agricultura inteligente.
La visión por ordenador es una tecnología que permite a las máquinas ver e interpretar la información visual del mundo real, de forma similar a como lo hacen los humanos. Consta de tres etapas fundamentales: adquisición, procesamiento y análisis de imágenes.
En primer lugar, la adquisición de imágenes implica la captura de datos visuales mediante diversos sensores, como cámaras y drones. A continuación, el procesamiento de imágenes mejora su calidad y claridad mediante técnicas como la reducción del ruido y la corrección del color. Por último, el análisis de imágenes extrae información significativa de las imágenes procesadas mediante distintas tareas de visión por ordenador, como la detección de objetos y la segmentación de instancias. Modelos como YOLO11 pueden utilizarse para este análisis de imágenes y apoyar tales tareas.
Más allá de la visión por ordenador, el fenotipado de plantas de alto rendimiento se basa en varias tecnologías innovadoras para capturar imágenes y vídeos detallados de las plantas. He aquí algunas de estas herramientas clave y cómo mejoran la recopilación de datos:
Los modelos de visión por ordenador se están utilizando gradualmente en el fenotipado de plantas en una amplia gama de tareas. Desde el recuento de hojas hasta el análisis morfológico detallado, estas tecnologías están transformando nuestra forma de entender y gestionar la salud de las plantas. Veamos algunas aplicaciones reales en las que modelos como YOLO11 pueden ayudar en el fenotipado de plantas.
Cuando modelos de visión como YOLO11 se integran con UAV (vehículos aéreos no tripulados), pueden utilizarse para analizar distintas características de las plantas en tiempo real. La capacidad de YOLO11 para detectar pequeñas características en imágenes aéreas de alta resolución, como las puntas de las hojas, ayuda a investigadores y agricultores a seguir las etapas de desarrollo de las plantas con más precisión que los métodos manuales tradicionales.
Por ejemplo, el soporte de YOLO11 para la detección de objetos puede utilizarse para identificar diferencias entre plantas de arroz tolerantes y sensibles a la sequía contando el número de hojas visibles. Las señales visuales, como el recuento de hojas, suelen correlacionarse con rasgos más profundos, como la biomasa y la resistencia de las plantas.
La detección y el recuento de flores son aspectos interesantes del fenotipado de plantas, especialmente en cultivos en los que la cantidad de flores está estrechamente ligada al potencial de rendimiento. En concreto, YOLO11 puede utilizarse para detectar diversas estructuras florales. Al automatizar el proceso de detección de flores, los agricultores y los investigadores pueden tomar decisiones más rápidas y basadas en datos sobre el momento de la polinización, la asignación de recursos y la salud general de los cultivos.
La detección de las enfermedades de las plantas es una parte crucial del seguimiento de la salud de los cultivos. Gracias a las funciones de clasificación de imágenes de YOLO11, las imágenes de los cultivos pueden clasificarse para identificar los primeros signos de enfermedad. YOLO11 también puede integrarse en dispositivos como drones, aplicaciones móviles o robots de campo para la detección automática de enfermedades. Esto permite a los agricultores tomar medidas oportunas contra los brotes de enfermedades, reduciendo la pérdida de rendimiento y minimizando el uso de pesticidas.
Por ejemplo, YOLO11 puede entrenarse a medida para clasificar imágenes de hojas de vid que puedan mostrar signos de la enfermedad del enrollado de la vid. El modelo aprende a partir de ejemplos etiquetados que abarcan distintas fases de la enfermedad, como hojas sanas, decoloración leve y síntomas graves. El modelo aprende de ejemplos etiquetados que abarcan distintas fases de la enfermedad, como hojas sanas, decoloración leve y síntomas graves. Al reconocer distintos patrones visuales, como cambios de color y decoloración de las venas, YOLO11 ayuda a los viticultores a detectar infecciones en una fase temprana y a tomar decisiones más informadas sobre los tratamientos.
He aquí algunas ventajas de utilizar modelos de visión por ordenador como YOLO11 en comparación con los métodos tradicionales de fenotipado de plantas:
Aunque la visión por ordenador ofrece muchas ventajas en lo que respecta al fenotipado de plantas, es importante tener en cuenta las limitaciones relacionadas con la aplicación de estos sistemas. He aquí algunas de las principales preocupaciones:
El futuro del fenotipado de plantas pasa por sistemas inteligentes e interconectados que trabajen juntos para ofrecer una imagen más clara de la salud y el crecimiento de los cultivos. Una tendencia interesante es el uso de varios sensores a la vez. Combinando datos de diversas fuentes, podemos obtener una comprensión mucho más rica y precisa de lo que le ocurre a una planta.
Las tendencias del mercado también muestran un creciente interés por los métodos avanzados de fenotipado de plantas. El mercado mundial de fenotipado de plantas asciende a unos 311,73 millones de dólares este año (2025) y se prevé que alcance los 520,80 millones de dólares en 2030.
La visión por ordenador en el fenotipado de plantas está ayudando a automatizar su medición y análisis. Los modelos de IA por visión como YOLO11 pueden reducir el trabajo manual, obtener mejores resultados y facilitar el seguimiento de los cultivos a gran escala. El paso de los métodos tradicionales a los sistemas inteligentes impulsados por la tecnología es un paso importante para afrontar retos mundiales como el cambio climático, la escasez de alimentos y la agricultura sostenible.
En el futuro, la integración de la visión por ordenador con otras tecnologías como la IA, la robótica y los sensores inteligentes hará que la agricultura sea aún más inteligente y eficiente. A medida que avanza la IA, nos acercamos a un futuro en el que podremos supervisar las plantas a la perfección, ajustar su crecimiento y proporcionarles los cuidados necesarios.
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