Comprender la integración de la visión artificial en la robótica

La IA en robótica está avanzando a un ritmo increíble, y se están construyendo robots para realizar tareas más complejas con menos intervención humana. Por ejemplo, RoboCat de DeepMind es un robot impulsado por IA que puede aprender nuevas tareas con solo 100 demostraciones. RoboCat puede utilizar estas entradas para generar más datos de entrenamiento y mejorar sus habilidades, aumentando su tasa de éxito del 36% al 74% después de un entrenamiento adicional. Innovaciones como Robocat muestran un gran paso hacia la creación de robots que pueden manejar una amplia gama de tareas con una mínima intervención humana. 

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Los robots impulsados por IA ya están teniendo un impacto en varias aplicaciones prácticas, como el uso de robots por parte de Amazon para agilizar las operaciones de almacén y los robots de IA que están optimizando las prácticas agrícolas en la agricultura. Anteriormente, exploramos el papel general de la IA en la robótica y vimos cómo está transformando industrias desde la logística hasta la atención sanitaria. En este artículo, profundizaremos en por qué la visión artificial en la robótica es tan crucial y cómo ayuda a los robots a percibir e interpretar su entorno. 

La importancia de los sistemas de visión en 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 capturar datos visuales. A continuación, los algoritmos de visión artificial procesan los vídeos e imágenes capturados. A través de 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 no estructurados. Si un robot necesita recoger un objeto, debe poder localizarlo mediante visión artificial. Ese es un ejemplo muy simple. La misma base fundamental de un sistema de visión artificial es necesaria para crear aplicaciones en las que los robots puedan inspeccionar productos en la fabricación o ayudar en cirugías médicas con precisión. Al proporcionar la entrada 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 amplíen la gama de tareas que pueden realizar en diversos sectores.

Avances recientes en visión artificial para robots autónomos

Recientemente, ha habido un aumento mundial en el uso de la visión artificial en la robótica. De hecho, el mercado mundial de visión robótica alcanzará los 4.000 millones de dólares en 2028. Veamos algunos estudios de caso que muestran cómo se está aplicando Vision AI en aplicaciones robóticas del mundo real para aumentar la eficiencia y resolver problemas complejos.

Mejora de las inspecciones submarinas mediante IA de visión y robótica

Las inspecciones submarinas son vitales para mantener estructuras como tuberías, plataformas marinas y cables submarinos en buenas condiciones. Estas inspecciones ayudan a garantizar que todo sea seguro y funcione correctamente para evitar reparaciones costosas o problemas ambientales. Sin embargo, la inspección de entornos submarinos puede ser difícil debido a la mala visibilidad y a las zonas de difícil acceso.

Los robots con visión artificial pueden capturar datos visuales claros y de alta calidad que se pueden analizar en el momento o utilizar para crear modelos 3D detallados de las áreas que se inspeccionan. Al combinar la experiencia humana con esta tecnología, las inspecciones se vuelven más seguras, eficientes y proporcionan mejores conocimientos para el mantenimiento y la planificación a largo plazo.

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

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Construcción de viviendas con IA visual y precisión robótica

En la industria de la construcción, mantener una calidad constante al tiempo que se hace frente a la escasez de mano de obra puede ser 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 artificial puede integrarse en esta automatización, permitiendo a los robots realizar un seguimiento e inspecciones en tiempo real. Específicamente, los sistemas de visión artificial pueden ayudar a los robots a detectar desalineaciones o defectos en los materiales para comprobar que todo está colocado correctamente y cumple con los estándares de calidad.

Un excelente ejemplo de esto es la asociación entre ABB Robotics y la start-up AUAR, con sede en el Reino Unido. Juntos, están utilizando microfábricas robóticas equipadas con visión artificial para construir viviendas asequibles y sostenibles a partir de láminas de madera. La visión artificial 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 único material. Además, estas microfábricas pueden ampliarse para satisfacer las necesidades locales y apoyar los puestos de trabajo cercanos, al tiempo que hacen que la construcción sea más eficiente y adaptable.

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Automatización de la carga de vehículos eléctricos con Visión Artificial 3D

La carga de vehículos eléctricos es otro caso de uso interesante de la IA de visión en robótica. Mediante la visión 3D y la IA, los robots ahora pueden localizar y conectarse automáticamente a los puertos de carga de vehículos eléctricos, incluso en entornos difíciles como estacionamientos al aire libre. La IA de visión funciona capturando imágenes 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 con visión no solo acelera el proceso de carga, sino que también lo hace más fiable y reduce la necesidad de intervención humana.

Un ejemplo de esto es el trabajo de Mech-Mind con una gran empresa de energía. 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 visión artificial para aplicaciones de robótica

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

• Eficiencia de costes: Al automatizar las tareas que requieren alta precisión y consistencia, la Visión Artificial 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: A través del 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: La visión artificial aumenta la seguridad de los robots que trabajan junto a humanos, permitiéndoles detectar y evitar obstáculos, reconocer condiciones inseguras y adherirse a las normas reglamentarias.
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• Multitarea: El análisis de imágenes permite a los robots manejar múltiples tareas simultáneamente, como clasificar objetos mientras los inspeccionan, lo que aumenta la eficiencia general.

Desafíos de la visión artificial en robótica

Si bien la IA visual ofrece muchas ventajas para la robótica, también existen desafíos relacionados con la implementación de la visión artificial en la robótica. Estos desafíos pueden afectar el buen desempeño de los robots en diferentes entornos y la confiabilidad con la que operan, por lo que es importante tenerlos en cuenta al planificar el desarrollo y la implementación de sistemas robóticos. Estos son algunos de los desafíos clave en el uso de la visión artificial para la robótica:

• Integración con otros sensores: Los sistemas de visión a menudo necesitan funcionar junto con otros sensores como LiDAR o sensores ultrasónicos. Asegurarse de que estos diferentes sensores trabajen juntos sin problemas para ofrecer una comprensión completa del entorno es una tarea compleja.
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• Coste de la implementación: Desarrollar e implementar sistemas de visión avanzados puede ser caro. Equilibrar los costes de la implementación de la Visión Artificial 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 dependen de grandes conjuntos de datos para el entrenamiento, pero obtener datos etiquetados de alta calidad que representen con precisión las diversas situaciones de un robot puede ser difícil. Si los datos son deficientes o incompletos, puede conducir a modelos menos precisos y a un bajo rendimiento en los robots.
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• Fiabilidad en todas las condiciones: Los sistemas de visión artificial deben ser fiables y funcionar de forma coherente en diversos entornos, como interiores y exteriores. Sin embargo, garantizar este tipo de durabilidad sin ajustes frecuentes o intervención manual puede ser difícil.

La IA de visión está moldeando la próxima generación de robots

La IA de visión está cambiando la forma en que los robots interactúan con sus entornos, dándoles un nivel de comprensión y precisión que antes era inimaginable. Ya estamos viendo que la visión artificial tiene un gran impacto en áreas como la fabricación y la atención médica, donde los robots están manejando tareas cada vez más complejas. A medida que la IA continúa desarrollándose y los sistemas de visión artificial mejoran, las posibilidades de lo que los robots pueden hacer siguen creciendo. El progreso en la robótica no se trata solo de tecnología avanzada, sino de crear robots que puedan trabajar con nosotros. A medida que los robots se vuelven más capaces, es probable que desempeñen un papel aún mayor en nuestra vida diaria, abriendo nuevas oportunidades y haciendo que nuestro mundo sea más eficiente y conectado.

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