Comprender la integración de la visión por ordenador en la robótica

La importancia de los sistemas de visión en la robótica

Los sistemas de visión en robótica actúan como los ojos de un robot y le ayudan a reconocer y comprender su entorno. Estos sistemas suelen utilizar cámaras y sensores para captar datos visuales. A continuación, los algoritmos de visión por ordenador procesan los vídeos e imágenes captados. Mediante la detección de objetos, la percepción de la profundidad y el reconocimiento de patrones, los robots pueden identificar objetos, evaluar su entorno y tomar decisiones en tiempo real.

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La IA de visión o visión artificial es esencial para que los robots operen de forma autónoma en entornos dinámicos y desestructurados. Si un robot necesita coger un objeto, debe ser capaz de localizarlo mediante visión por ordenador. Es un ejemplo muy sencillo. Los mismos fundamentos básicos de un sistema de visión por ordenador son necesarios para crear aplicaciones en las que los robots puedan inspeccionar productos en la fabricación o ayudar en cirugías médicas con precisión y exactitud. Al proporcionar la información sensorial necesaria para la toma de decisiones en tiempo real, los sistemas de visión hacen posible que los robots interactúen de forma más natural con su entorno y amplían la gama de tareas que pueden realizar en diversos sectores.

Últimos avances en visión por ordenador para robots autónomos

Recientemente, se ha producido un aumento mundial del uso de la visión por ordenador en robótica. De hecho, se prevé que el mercado mundial de la visión robótica alcance los 4.000 millones de dólares en 2028. Veamos algunos casos prácticos que muestran cómo se está aplicando la IA de visión en aplicaciones robóticas del mundo real para aumentar la eficiencia y resolver problemas complejos.

Mejora de las inspecciones subacuáticas mediante IA de visión y robótica

Las inspecciones subacuáticas son vitales para mantener en buen estado estructuras como tuberías, plataformas marinas y cables submarinos. Estas inspecciones ayudan a garantizar que todo es seguro y funciona correctamente para evitar reparaciones costosas o problemas medioambientales. Sin embargo, la inspección de entornos submarinos puede ser difícil debido a la escasa visibilidad y a las zonas de difícil acceso.

Los robots con visión por ordenador pueden capturar datos visuales claros y de alta calidad que pueden analizarse in situ o utilizarse para crear modelos 3D detallados de las zonas inspeccionadas. Combinando la experiencia humana con esta tecnología, las inspecciones son más seguras y eficientes, y ofrecen mejores perspectivas para el mantenimiento y la planificación a largo plazo.

Por ejemplo, NMS, una empresa líder en buceo comercial, utilizó los vehículos teledirigidos (ROV) Sentinus de Blue Atlas Robotics para una complicada inspección de tuberías submarinas con un punto de entrada turbio. El Sentinus ROV, equipado con visión por ordenador, iluminó la zona con sus catorce luces y capturó imágenes de alta resolución desde distintos ángulos. Estas imágenes se utilizaron después para crear modelos 3D precisos del interior de la tubería para ayudar a NMS a evaluar a fondo su estado y tomar decisiones informadas de mantenimiento y gestión de riesgos.

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Construir casas con IA por visión y precisión robótica

En el sector de la construcción, mantener una calidad constante al tiempo que se hace frente a la escasez de mano de obra puede ser todo un reto. La automatización de la construcción con robots industriales ofrece una forma de agilizar el proceso de construcción, reducir la necesidad de mano de obra y garantizar un trabajo preciso y de alta calidad. La tecnología de visión por ordenador puede integrarse en esta automatización haciendo posible que los robots realicen supervisiones e inspecciones en tiempo real. En concreto, los sistemas de visión por ordenador pueden ayudar a los robots a detectar desalineaciones o defectos en los materiales para volver a comprobar que todo está colocado correctamente y cumple las normas de calidad.

Un excelente ejemplo de ello es la asociación entre ABB Robotics y la start-up británica AUAR. Juntos utilizan microfábricas robotizadas equipadas con inteligencia artificial para construir viviendas asequibles y sostenibles con planchas de madera. La visión por ordenador permite a los robots cortar y ensamblar los materiales con precisión. El proceso automatizado ayuda a paliar la escasez de mano de obra y simplifica la cadena de suministro al centrarse en un solo material. Además, estas microfábricas pueden ampliarse para satisfacer las necesidades locales y mantener los puestos de trabajo cercanos, al tiempo que hacen que la construcción sea más eficiente y adaptable.

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Automatización de la recarga de vehículos eléctricos con IA de visión 3D

La carga de vehículos eléctricos es otro interesante caso de uso de la inteligencia artificial en robótica. Gracias a la visión 3D y la inteligencia artificial, los robots pueden localizar y conectarse automáticamente a los puertos de carga de vehículos eléctricos, incluso en entornos difíciles como aparcamientos al aire libre. La IA de visión captura imágenes en 3D de alta resolución del vehículo y su entorno, lo que permite al robot identificar con precisión la ubicación del puerto de carga. A continuación, puede calcular la posición y orientación exactas necesarias para conectar el cargador. La IA por visión no sólo acelera el proceso de carga, sino que también lo hace más fiable y reduce la necesidad de intervención humana.

Un ejemplo de ello es el trabajo de Mech-Mind con una gran empresa energética. Desarrollaron un robot guiado por visión 3D que puede encontrar y conectarse con precisión al puerto de carga de un vehículo eléctrico, incluso en condiciones de iluminación difíciles. La carga automatizada de vehículos eléctricos mejora la eficiencia y la carga en espacios comerciales como edificios de oficinas y centros comerciales.

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Ventajas de la IA de visión para aplicaciones robóticas

La visión por ordenador ofrece varias ventajas en robótica y ayuda a las máquinas a realizar tareas con mayor autonomía, precisión y adaptabilidad. Estas son algunas de las ventajas exclusivas de la IA de visión en robótica:

• Rentabilidad: Al automatizar tareas que requieren gran precisión y coherencia, Vision AI reduce la necesidad de mano de obra, disminuye las tasas de error y aumenta la productividad, lo que se traduce en un ahorro de costes a largo plazo.
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• Aprendizaje adaptativo: Mediante el análisis continuo de datos visuales, los robots pueden mejorar su rendimiento con el tiempo, aprender de sus interacciones y adaptarse a nuevas tareas o cambios en su entorno.
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• Seguridad y cumplimiento de la normativa: Vision AI aumenta la seguridad de los robots que trabajan junto a humanos al permitirles detectar y evitar obstáculos, reconocer condiciones inseguras y cumplir las normas reglamentarias.
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• Tareas múltiples: El análisis de imágenes permite a los robots realizar varias tareas simultáneamente, como clasificar objetos mientras los inspeccionan, lo que aumenta la eficiencia general.

Retos de la visión por ordenador en robótica

Aunque la IA de visión ofrece muchas ventajas para la robótica, también existen retos relacionados con la implementación de la visión por ordenador en la robótica. Estos retos pueden afectar al rendimiento de los robots en distintos entornos y a la fiabilidad de su funcionamiento, por lo que es importante tenerlos en cuenta a la hora de planificar el desarrollo y la implantación de sistemas robóticos. Estos son algunos de los principales retos que plantea el uso de la visión por ordenador en robótica:

• Integración con otros sensores: A menudo, los sistemas de visión deben funcionar junto con otros sensores, como los LiDAR o los ultrasónicos. Asegurarse de que estos diferentes sensores funcionan juntos sin problemas para ofrecer una comprensión completa del entorno es una tarea compleja.
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• Coste de implantación: Desarrollar e implantar sistemas de visión avanzados puede resultar caro. Equilibrar los costes de implantación de Vision AI con los beneficios esperados es un reto al que se enfrentan muchas organizaciones.
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• Calidad y disponibilidad de los datos: Los sistemas de visión artificial se basan en grandes conjuntos de datos para el entrenamiento, pero obtener datos etiquetados de alta calidad que representen con precisión las distintas situaciones de un robot puede resultar difícil. Si los datos son deficientes o incompletos, pueden dar lugar a modelos menos precisos y a un rendimiento inferior en los robots.
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• Fiabilidad en todas las condiciones: Los sistemas de visión por ordenador deben ser fiables y ofrecer un rendimiento constante en distintos entornos, como interiores y exteriores. Sin embargo, garantizar este tipo de durabilidad sin ajustes frecuentes ni intervención manual puede resultar difícil.

Vision AI está dando forma a la próxima generación de robots

La IA de visión está cambiando la forma en que los robots interactúan con su entorno, al proporcionarles un nivel de comprensión y precisión que antes era inimaginable. Ya estamos viendo cómo la visión por ordenador está teniendo un gran impacto en áreas como la fabricación y la atención sanitaria, donde los robots realizan tareas cada vez más complejas. A medida que se desarrolla la inteligencia artificial y mejoran los sistemas de visión por ordenador, aumentan las posibilidades de los robots. El progreso de la robótica no consiste sólo en tecnología avanzada, sino en crear robots que puedan trabajar con nosotros. A medida que los robots sean más capaces, es probable que desempeñen un papel aún más importante en nuestra vida cotidiana, abriendo nuevas oportunidades y haciendo que nuestro mundo sea más eficiente y esté mejor conectado.

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