Comprender la integración de la visión por ordenador 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, el RoboCat de DeepMind es un robot impulsado por IA que puede aprender nuevas tareas con sólo 100 demostraciones. A continuación, RoboCat puede utilizar estas entradas para generar más datos de entrenamiento y mejorar sus habilidades, aumentando su tasa de éxito del 36% al 74% tras un entrenamiento adicional. Innovaciones como Robocat muestran un gran paso hacia la creación de robots que puedan realizar una amplia gama de tareas con una intervención humana mínima. 

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Los robots impulsados por IA ya están causando impacto en diversas aplicaciones prácticas, como el uso de robots por 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 remodelando sectores que van desde la logística a la asistencia sanitaria. En este artículo, profundizaremos en por qué la visión por ordenador en robótica es tan crucial y cómo ayuda a los robots a percibir e interpretar su entorno. 

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 capturados. 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 funcionen de forma autónoma en entornos dinámicos y desestructurados. Si un robot necesita coger un objeto, debe ser capaz de localizarlo mediante visión artificial. Es un ejemplo muy sencillo. El mismo fundamento básico de un sistema de visión por ordenador es necesario 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.

Avances recientes 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 eficacia y resolver problemas complejos.

Mejora de las inspecciones submarinas 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, inspeccionar entornos submarinos puede ser difícil debido a la escasa visibilidad y a las zonas de difícil acceso.

Los robots con visión por ordenador pueden captar 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 proporcionan mejores conocimientos 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 difícil inspección de tuberías submarinas con un punto de entrada turbio. El ROV Sentinus, 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 de visión y precisión robótica

En el sector de la construcción, mantener una calidad constante a la vez 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 AUAR, con sede en el Reino Unido. Juntos, están utilizando microfábricas robotizadas equipadas con IA de visión 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 con la escasez de mano de obra y simplifica la cadena de suministro al centrarse en un solo material. Además, estas microfábricas pueden escalarse 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 recarga de vehículos eléctricos con 3D Vision AI

La carga de vehículos eléctricos es otro interesante caso de uso de la IA de visión en robótica. Utilizando la visión 3D y la IA, los robots pueden ahora localizar y conectarse automáticamente a los puertos de carga de VE, incluso en entornos difíciles como aparcamientos 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 de 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 VE, incluso en condiciones de iluminación difíciles. La carga automatizada de VE 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. He aquí algunas 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 supone un ahorro de costes a largo plazo.
• 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.
• Seguridad y cumplimiento: La IA de visión aumenta la seguridad de los robots que trabajan junto a los humanos al permitirles detectar y evitar obstáculos, reconocer condiciones inseguras y cumplir las normas reglamentarias.
• Multitarea: El análisis de imágenes permite a los robots realizar varias tareas simultáneamente, como clasificar objetos mientras los inspeccionan, lo que aumenta la eficacia 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 al planificar el desarrollo y la implantación de sistemas robóticos. He aquí algunos retos clave en el uso de la visión por ordenador para la robótica:

• Integración con otros sensores: Los sistemas de visión a menudo tienen que trabajar 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.
• Coste de implantación: Desarrollar e implantar sistemas de visión avanzados puede ser caro. Equilibrar los costes de implantación de la IA de Visión con los beneficios esperados es un reto al que se enfrentan muchas organizaciones.
• 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 ser difícil. Si los datos son deficientes o incompletos, pueden dar lugar a modelos menos precisos y a un rendimiento inferior en los robots.
• Fiabilidad en todas las condiciones: Los sistemas de visión por ordenador deben ser fiables y funcionar de forma constante en distintos entornos, como interiores y exteriores. Sin embargo, garantizar este tipo de durabilidad sin ajustes frecuentes ni intervención manual puede ser 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, dándoles un nivel de comprensión y precisión que antes era inimaginable. Ya estamos viendo que 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 la IA sigue desarrollándose y los sistemas de visión computerizada mejoran, las posibilidades de lo que pueden hacer los robots siguen creciendo. El progreso en 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 mayor en nuestra vida cotidiana, abriendo nuevas oportunidades y haciendo que nuestro mundo sea más eficiente y esté más conectado.

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