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Aprovecha Ultralytics YOLO11 y la detección de objetos para el control de plagas

Descubre cómo las capacidades de detección de objetos de YOLO11 permiten aplicaciones como la detección y gestión de plagas, transformando la agricultura inteligente para conseguir cultivos más sanos.

Para los agricultores, los cultivos representan algo más que una fuente de ingresos: son el resultado de meses de duro trabajo y dedicación. Sin embargo, las plagas pueden convertir rápidamente ese duro trabajo en pérdidas. Los métodos tradicionales de control de plagas, como las inspecciones manuales y el uso generalizado de pesticidas, a menudo se quedan cortos. Esto, a su vez, conlleva una pérdida de tiempo, capital y recursos, así como cultivos dañados, rendimientos reducidos y costes crecientes. Dado que se prevé que el mercado del control de plagas alcance los 32.800 millones de dólares en 2028, es más importante que nunca disponer de mejores soluciones.

Ahí es donde tecnologías como la inteligencia artificial (IA) y la visión por ordenador pueden intervenir y ayudar. Los avances de vanguardia están cambiando la forma en que los agricultores se enfrentan a las plagas, y los modelos de visión por ordenador como Ultralytics YOLO11 están abriendo camino. Mediante imágenes y vídeos, YOLO11 puede analizar los cultivos para detectar plagas a tiempo, prevenir daños y permitir una agricultura precisa y eficaz. Estas soluciones de agricultura inteligente permiten ahorrar tiempo, reducir los residuos y proteger los rendimientos.

En este artículo, exploraremos cómo YOLO11 puede redefinir el control de plagas, sus funciones avanzadas y las ventajas que aporta para que la agricultura sea más inteligente y eficaz.

Utilización de tareas de Visión por Ordenador como la detección de objetos para la detección de plagas

El control de plagas tradicional puede parecer una carrera contrarreloj. Las inspecciones manuales son lentas, requieren mucho trabajo y suelen detectar los problemas cuando ya se han producido los daños. Para entonces, las plagas ya se han extendido, causando pérdidas de cosechas y derroche de recursos. Los estudios demuestran que las plagas destruyen cada año entre el 20% y el 40% de la producción mundial de cultivos.

La IA de visión ofrece un nuevo enfoque para resolver este problema. Se pueden utilizar cámaras de IA de alta resolución integradas con visión por ordenador para vigilar los cultivos las 24 horas del día y detectar plagas. La detección precoz ayuda a los agricultores a detener rápidamente las plagas antes de que puedan causar daños importantes.

Fig. 1. Un ejemplo de visión por ordenador que identifica plagas difíciles de detectar a simple vista.

YOLO11 admite tareas de visión por ordenador como la detección de objetos, que puede utilizarse para identificar plagas en imágenes o vídeos, y la clasificación de imágenes, que las categoriza, ayudando a los agricultores a controlar y abordar los problemas de plagas con mayor eficacia. Los agricultores pueden incluso realizar un entrenamiento personalizado YOLO11 para reconocer plagas específicas que amenazan sus campos.

Por ejemplo, un agricultor de arroz del sudeste asiático puede luchar contra el saltamontes marrón, una plaga importante que causa daños en los cultivos de arroz de la región. Mientras tanto, un agricultor de trigo de Norteamérica podría estar luchando contra plagas como los pulgones o las moscas del tallo del trigo, que son conocidas por reducir el rendimiento del trigo. Esta flexibilidad hace que YOLO11 se adapte a los retos específicos de los distintos cultivos y regiones, ofreciendo soluciones personalizadas de control de plagas.

Comprender las funciones de nueva generación de YOLO11

Tal vez te preguntes, con tantos modelos de visión por ordenador que existen, ¿qué hace que YOLO11 sea tan especial? YOLO11 destaca porque es más eficiente, preciso y versátil que las versiones anteriores del modelo YOLO . Por ejemplo, YOLO11m consigue una mayor precisión media (mAP) -una medida de la exactitud con la que el modelo detecta objetos- en el conjunto de datos COCO, a la vez que utiliza un 22% menos de parámetros. Los parámetros son esencialmente los bloques de construcción que utiliza un modelo para aprender y hacer predicciones, por lo que menos parámetros significan que el modelo es más rápido y ligero. Este equilibrio entre velocidad y precisión es lo que hace que YOLO11 destaque.

Fig 2. Ultralytics YOLO11 funciona mejor que los modelos anteriores.

Además, YOLO11 admite una amplia gama de tareas, como la segmentación de instancias, el seguimiento de objetos, la estimación de la pose y la detección de cuadros delimitadores orientados, tareas que los usuarios de Ultralytics YOLOv8 ya estarán familiarizados. Estas capacidades, combinadas con la facilidad de uso de YOLO11, permiten implantar rápida y eficazmente soluciones para identificar, rastrear y analizar objetos en diversas aplicaciones, todo ello sin una pronunciada curva de aprendizaje.

Además, YOLO11 está optimizado tanto para dispositivos periféricos como para plataformas en la nube, lo que garantiza un rendimiento perfecto independientemente de las limitaciones del hardware. Tanto si se utiliza en conducción autónoma, agricultura o automatización industrial, YOLO11 ofrece resultados rápidos, precisos y fiables, lo que la convierte en una gran elección para aplicaciones de visión por ordenador en tiempo real.

Un vistazo más de cerca a la formación a medida YOLO11

Entonces, ¿cómo funciona realmente el entrenamiento personalizado YOLO11 ? Piensa en un agricultor que se enfrenta a escarabajos que amenazan sus cultivos. Entrenando a YOLO11 con un conjunto de datos de imágenes etiquetadas que muestran escarabajos en distintos escenarios, el modelo aprende a reconocerlos con precisión. Esto permite al agricultor crear una solución a medida para su problema específico de plagas. YOLO11La capacidad del modelo para adaptarse a distintas plagas y regiones proporciona a los agricultores una herramienta fiable para proteger sus cultivos.

Fig. 3. YOLO11 puede utilizarse para detectar con precisión escarabajos para el control selectivo de plagas.

He aquí cómo un agricultor puede entrenar a YOLO11 para detectar escarabajos:

  • Recopila el conjunto de datos: El primer paso es recopilar datos o encontrar un conjunto de datos preexistente, que incluya imágenes de escarabajos en cultivos e imágenes sin escarabajos para compararlas.
  • Etiqueta los datos: Para los datos recogidos, cada imagen puede etiquetarse utilizando una herramienta como LabelImg, dibujando cuadros delimitadores alrededor de los escarabajos y asignándoles la etiqueta "escarabajo". Si se utiliza un conjunto de datos preexistente, este paso puede omitirse, ya que las anotaciones suelen venir ya incluidas.
  • Entrenar el modelo: El conjunto de datos etiquetados puede utilizarse para entrenar YOLO11, ajustando el modelo para que se centre específicamente en la detección de escarabajos.
  • Probar y validar: El modelo entrenado puede evaluarse utilizando un conjunto de datos de prueba y métricas de rendimiento como la precisión y el mAP para comprobar su exactitud y fiabilidad.
  • Despliega el modelo: Una vez que el modelo esté listo, puede desplegarse en drones, dispositivos de borde o cámaras en el campo. Estas herramientas pueden analizar secuencias de vídeo en tiempo real para detectar escarabajos en una fase temprana y ayudar al agricultor a tomar medidas específicas.

Siguiendo estos pasos, los agricultores pueden crear una solución personalizada de control de plagas, reduciendo el uso de pesticidas, ahorrando recursos y protegiendo sus cultivos de forma más inteligente y sostenible.

Aplicaciones de la detección de plagas con Visión por Ordenador

Ahora que hemos recorrido las funciones de YOLO11 y cómo se puede entrenar a medida, vamos a explorar algunas de las interesantes aplicaciones que permite.

Clasificación de las enfermedades de las plantas mediante YOLO11

La clasificación de las enfermedades de las plantas y la detección de plagas están estrechamente relacionadas, y ambas son fundamentales para mantener sanos los cultivos. YOLO11 puede utilizarse para afrontar ambos retos gracias a sus avanzadas funciones de detección de objetos y clasificación de imágenes.

Por ejemplo, supongamos que un agricultor se enfrenta tanto a pulgones como a oídio en sus cultivos. YOLO11 puede entrenarse para detectar pulgones, que podrían ser visibles en el envés de las hojas, y al mismo tiempo identificar los primeros signos de oídio, una enfermedad fúngica que causa manchas blancas y pulverulentas en la superficie de las plantas. 

Fig 4. Cómo aparecen juntos los pulgones y el oídio (imagen del autor).

Dado que las infestaciones de pulgones suelen debilitar la planta y crear condiciones para la enfermedad, detectar ambas simultáneamente permite al agricultor tomar medidas precisas, como dirigir los tratamientos adecuados a las zonas afectadas. 

Seguir los movimientos de las plagas para evitar su propagación

Saber dónde están las plagas es importante, pero comprender cómo se mueven puede ser igual de clave. Las plagas no se quedan en un lugar: se propagan y a menudo causan más daños por el camino. Con el seguimiento de objetos, YOLO11 puede capturar más que un único momento en el tiempo. Puede seguir el movimiento de las plagas en vídeos, ayudando a los agricultores a ver cómo crecen y se propagan las infestaciones.

Por ejemplo, imagina una nube de langostas moviéndose por un campo de trigo. Los drones equipados con YOLO11 pueden seguir el movimiento del enjambre en tiempo real, identificando las zonas de mayor riesgo. Con esta información, los agricultores pueden actuar con rapidez, aplicando tratamientos específicos o estableciendo barreras para detener la nube antes de que cause demasiados daños. YOLO11La capacidad de seguimiento de proporciona a los agricultores la información que necesitan para evitar que las infestaciones se agraven.

Fig 5. Un dron integrado con YOLO11.

Evaluación de la salud de los cultivos y detección de daños por plagas

La detección de plagas y la clasificación de las enfermedades de las plantas son sólo una parte de la solución. Comprender el alcance de los daños causados por estos factores a los cultivos es igualmente crítico. YOLO11 puede ayudar a ello proporcionando a los agricultores información detallada sobre cómo afectan las plagas a sus cultivos mediante la segmentación de instancias.

La segmentación de instancias permite a YOLO11 delinear exactamente qué zonas de los cultivos han resultado dañadas. Esto ayuda a los agricultores a ver el alcance total del problema, tanto si se trata de pequeñas manchas en las hojas por enfermedades como de secciones más grandes de la planta dañadas por plagas. Con esta información, los agricultores pueden evaluar mejor los daños y tomar decisiones más informadas sobre cómo tratarlos.

Ventajas del uso de IA y YOLO11 para la detección de plagas

La detección y el control de plagas no consisten sólo en detener las infestaciones; se trata de adoptar una agricultura inteligente con herramientas innovadoras como YOLO11 , que van más allá de los métodos tradicionales. 

He aquí un rápido vistazo a algunas de las principales ventajas de utilizar YOLO11 para la detección de plagas:

  • Sostenibilidad: El control de plagas de precisión minimiza el impacto medioambiental al evitar las aplicaciones generales de pesticidas.
  • Información sobre la salud de los cultivos: Más allá de las plagas, YOLO11 puede identificar signos tempranos de enfermedades de las plantas, ayudando a los agricultores a abordar los problemas de forma proactiva.
  • Despliegue escalable: Tanto si se trata de un pequeño invernadero como de una granja en expansión, YOLO11 puede escalarse para satisfacer las necesidades de las distintas configuraciones agrícolas.
  • Ahorro de costes: Al reducir los residuos, la mano de obra y el uso excesivo de plaguicidas, YOLO11 supone una importante reducción de costes a largo plazo.

Como cualquier tecnología, la IA de visión y las soluciones de visión por ordenador pueden tener sus propias limitaciones, como enfrentarse a factores ambientales y depender de datos de alta calidad. El lado positivo de esto es que nuestros modelos, como YOLO11, se revisan constantemente para ofrecer el mejor rendimiento. Con actualizaciones y mejoras periódicas, son cada vez más fiables y adaptables para satisfacer las exigencias de la agricultura moderna.

Cosechar los beneficios de la agricultura inteligente

Controlar las plagas es un reto, pero abordar los problemas a tiempo puede marcar la diferencia. YOLO11 ayuda a los agricultores identificando rápidamente las plagas y señalando exactamente dónde es necesario actuar. Un pequeño problema de plagas puede agravarse rápidamente, pero conocer su ubicación exacta permite a los agricultores actuar con precisión y evitar el derroche de recursos. 

En última instancia, la IA y la agricultura inteligente están haciendo que la agricultura sea más eficiente y sostenible. Herramientas como la visión por ordenador y YOLO11 también pueden ayudar a los agricultores en tareas como controlar la salud de las plantas y tomar mejores decisiones basadas en datos. Esto significa cultivos más sanos, menos residuos y prácticas agrícolas más inteligentes, allanando el camino para un futuro más resistente y productivo en la agricultura.

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