¿Qué es la Visión artificial?

La visión artificial proporciona a los equipos industriales la capacidad de ver, analizar y actuar, y así poder aumentar la calidad de los productos, reducir los costes y optimizar las operaciones.

La visión artificial y la IA impulsan la innovación industrial

  • Dotar a las líneas de producción, los robots industriales y los equipos, con la capacidad para ver, percibir y actuar, está creando nuevas posibilidades de automatización y transformando las operaciones.

  • Las cámaras de visión artificial, en combinación con el procesamiento de imágenes basado en la IA, pueden ofrecer una detección de defectos con un alto rendimiento a velocidades de producción.

  • La visión artificial inteligente está aportando nuevos niveles de autonomía a los sistemas robóticos de control, y sistemas sofisticados de autodiagnóstico a los robots industriales.

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La visión artificial utiliza las tecnologías de IA más recientes para dotar a los equipos industriales de la capacidad de ver y analizar las tareas de fabricación inteligente, control de calidad y seguridad de los trabajadores.

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¿Qué es la Visión artificial?

En pocas palabras, la tecnología de visión artificial proporciona a los equipos industriales la capacidad de "ver" lo que están haciendo y tomar decisiones rápidas en función de lo que ven. Los usos más comunes de la visión artificial son la inspección visual y la detección de defectos, la colocación y medición de piezas, además de identificar, clasificar y rastrear productos.

La visión artificial es una de las tecnologías fundacionales de la automatización industrial. Ha ayudado a mejorar la calidad de los productos, a acelerar la producción y a optimizar la fabricación y la logística durante décadas. Y ahora, esta tecnología contrastada, se fusiona con la inteligencia artificial para liderar la transición hacia la industria 4.0.

Arquitectura de sistemas de visión artificial

La visión artificial es un componente principal de la automatización industrial. Examine el diagrama anterior para descubrir cómo los componentes del sistema de visión artificial trabajan juntos para transformar las operaciones.

Así empezó todo: sistemas clásicos de visión artificial

Las máquinas ya podían "ver" antes de la IA y del aprendizaje automático. A principios de los años setenta, los ordenadores empezaron a utilizar algoritmos específicos para procesar imágenes y reconocer características básicas. Esta tecnología clásica de visión artificial puede detectar los extremos en los objetos para colocar piezas, encontrar diferencias de color que delatan defectos y discernir manchas de píxeles conectados que indicarían un agujero.

La visión artificial clásica implica operaciones relativamente simples que no necesitan inteligencia artificial. El texto ha de ser sencillo y concreto, como un código de barras. Las formas deben ser previsibles y ajustarse a un patrón fijo. Un sistema de visión artificial clásico no puede leer texto manuscrito, descifrar una etiqueta arrugada o distinguir una manzana de una naranja.

Y aun así, la visión artificial clásica ha supuesto un impacto enorme en la industria manufacturera. Las máquinas no se cansan y pueden detectar defectos más rápido y de forma más fiable que el ojo humano. Además, las máquinas no sufren las limitaciones de la visión humana. Las cámaras de visión artificial especializadas pueden utilizar visión térmica para detectar ese tipo de anomalías o rayos X para localizar defectos microscópicos y fatiga en los metales.

El auge de la inteligencia artificial: la inferencia del aprendizaje profundo y la visión artificial industrial

Una informática perimetral cada vez más potente, con dispositivos integrados y de IoT dentro del perímetro de red y más allá, además de un universo creciente de modelos de aprendizaje profundo para inteligencia artificial (IA) está expandiendo radicalmente lo que la visión artificial es capaz de conseguir. Este rápido crecimiento en capacidades es lo que está liderando la transformación hacia las fábricas inteligentes y la industria 4.0.

La IA expande los algoritmos de la visión por ordenador clásica con modelos llamados redes neuronales. Para mejorar la precisión y la velocidad, los científicos de datos crean modelos específicos de red neuronal para aplicaciones concretas. Este proceso, conocido como inferencia del aprendizaje profundo, permite que los ordenadores reconozcan diferencias muy sutiles como el más mínimo desajuste en los patrones de un tejido o fallos microscópicos en placas de circuitos.

Cuando un ordenador recibe una imagen, o una transmisión de imágenes en vídeo, el software de visión artificial compara esos datos de imagen con un modelo de red neuronal. Durante este proceso, conocido como entrenamiento supervisado, los ordenadores revisan decenas de miles de muestras e identifican patrones significativos, incluyendo aquellos que el ojo humano sería incapaz de ver.

Existen modelos para detectar píxeles muertos en pantallas o fuera de su rango de color, detectar huecos en soldaduras y señalar hilos sueltos en una tela. Por supuesto, hay modelos nuevos en constante perfeccionamiento y desarrollo.

Visión artificial inteligente y sistemas autónomos

La inteligencia artificial está llevando la visión artificial mucho más allá de la inspección visual y el control de calidad. Con la visión artificial inteligente, los robots pueden ver en tres dimensiones, sujetarse piezas unos a otros y revisar el trabajo de los demás. Pueden incluso interactuar con sus compañeros humanos para garantizar un entorno de trabajo seguro.

Las máquinas provistas de visión inteligente pueden utilizar el procesamiento del lenguaje natural para leer etiquetas e interpretar señales. Los robots con visión inteligente pueden comprender formas, calcular volúmenes, llenar a la perfección cajas y camiones, e incluso contenedores de transporte, con el menor espacio desperdiciado posible.

Este cambio, de máquinas capaces de automatizar tareas sencillas a máquinas autónomas capaces de ver más allá de lo que el ojo humano puede ver, y de pensar por sí mismas para optimizar elementos durante períodos más largos será lo que impulse los nuevos niveles de innovación industrial.

Puede sonar a ciencia ficción, pero la visión artificial inteligente funciona ya en las fábricas, los almacenes y las centrales de envío en la actualidad, asistiendo y ayudando a los trabajadores humanos con las tareas más mundanas para que estos puedan dedicar sus destrezas a las cosa más importantes.

Aplicaciones de la visión artificial

La visión artificial industrial es la columna vertebral en la fabricación, la logística y las operaciones inteligentes. Las cámaras de visión artificial, los sensores de IoT integrados y los ordenadores industriales pueden aportar inteligencia, análisis y eficiencia a cada paso del proceso de fabricación.

Ventajas de la visión artificial en la fabricación inteligente

La visión artificial aplicada al proceso de fabricación puede mejorar la calidad de los productos y la eficiencia general del sistema, aumentar el rendimiento de su línea de producción, reducir los costes de mano de obra y liberar al personal para que puedan centrarse en trabajos de mayor valor.

Para Audi, trabajar con Intel y Nebbiolo Technologies, resultó en un aumento del número de soldaduras analizadas por día, una reducción de los costes en mano de obra, y la posibilidad de un sistema de supervisión más proactivo, para evitar problemas en lugar de limitarse a reaccionar a ellos, y todo gracias a la incorporación de análisis predictivos y algoritmos de aprendizaje automático en la inspección de soldaduras y procesos críticos en el control de calidad.1

"En la fábrica de Neckarsulm ya vemos una reducción del 30% al 50% en los costes de mano de obra".

Michael Häffner, Director de planificación de la producción, automatización y digitalización de Audi

En industrias muy reguladas como la farmacéutica, la visión artificial ofrece comprobaciones constantes sobre el contenido, el embalaje y el etiquetado de productos para garantizar la calidad. Cuando se aplica a cadenas de suministro, la visión artificial puede escanear y rastrear automáticamente los artículos en cada punto del flujo de trabajo, proporcionando una cuenta precisa y en tiempo real de su inventario.

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Ventajas de la visión artificial en las operaciones

Las mejoras en la salud y seguridad para los trabajadores son una ventaja fundamental de la aplicación de la visión artificial a las operaciones. La visión por ordenador basada en la IA puede asegurarse de que los trabajadores guarden la distancia social y utilicen los equipos de seguridad adecuados. Los robots y equipos con visión artificial pueden interpretar las acciones humanas e interactuar, ayudando a evitar accidentes antes de que estos puedan producirse. Si una situación se vuelve insegura, pueden advertir al operador o desconectar los equipos automáticamente, reduciendo el riesgo tanto para sus empleados como para su empresa.

Además, al analizar continuamente los datos de las cámaras, micrófonos y sensores integrados en los equipos y máquinas industriales, los ordenadores industriales pueden servirse de la IA para detectar fallos y signos de desgaste antes de que se produzcan averías, haciendo posible así la planificación de reparaciones preventivas con antelación, eliminando los tiempos inesperados de inactividad y repartiendo los costes de mantenimiento a lo largo del tiempo.

En los ámbitos de la gestión y la seguridad de activos, la IA puede detectar y rastrear objetos a través de las transmisiones de vídeo para garantizar un uso y almacenamiento adecuados, alertando a la dirección en caso de que dichos activos salgan de un perímetro predefinido. Los sistemas de cámaras de seguridad pueden convertirse en socios de seguridad activos, capaces de controlar el acceso al edificio o identificar escenarios potencialmente peligrosos.

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Descubra cómo hace Intel para llevar la IA a la visión artificial industrial

La visión artificial y la automatización industrial ofrecen dividendos inmediatos en forma de aumentos en la productividad, controles de calidad más estrictos y una mayor eficiencia. Como componente básico en las tecnologías de la Industria 4.0, la visión artificial está transformando la fabricación, la logística y las operaciones.

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Preguntas más frecuentes

Tanto los sistemas de visión artificial como los sistemas de visión por ordenador utilizan una o varias cámaras para captar imágenes de vídeo o flujos de transmisión que luego procesan y analizan para la toma automatizada de decisiones. La principal diferencia entre los sistemas es la profundidad del procesamiento de datos que hace cada sistema. La visión artificial utiliza controladores lógicos programables para procesar y analizar rápidamente las imágenes y tomar decisiones sencillas, mientras que la visión por ordenador utiliza procesadores de ordenador para realizar un procesamiento de imagen más profundo, lo que la hace más adecuada para la identificación y predicción de tendencias o para analizar un número mayor de variables.

La visión por ordenador clásica utiliza algoritmos dedicados para identificar formas específicas. Es robusta, madura e ideal para identificar objetos fáciles de diferenciar.

La visión por ordenador basada en la IA utiliza modelos de aprendizaje profundo (redes neuronales entrenadas) para reconocer objetos, defectos, escritura y otras formas más orgánicas y complicadas de diferenciar.

Los robots pueden ser controlados de forma programada para completar tareas independientes como recoger una pieza en un lugar concreto. Para este tipo de tareas, el robot se limita a ejecutar un programa previamente planificado.

Cuando se le añade una cámara y visión artificial básica, un robot puede realizar un mayor número de tareas avanzadas como alinear dos bordes o identificar defectos sencillos.

Una vez se añade IA a la ecuación, el robot adquiere la capacidad de "ver", analizar y adaptar sus acciones a lo que percibe. Por ejemplo, un robot soldador puede alinear piezas, aplicar una soldadura e inspeccionar los resultados.

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