Visión artificial: todo o que necesitas saber

No mundo da fabricación, os ordenadores quedaron atrás. A industria só comezou a aproveitar o enorme potencial que ofrece a intelixencia artificial. Non obstante, a converxencia da IA ​​e a fabricación xa comeza a ter un impacto. Este artigo explorará como a visión por ordenador está a transformar as fábricas da industria. Ao proporcionar ás máquinas imaxes claras dos produtos cos que traballan, esta tecnoloxía permite aos fabricantes reducir custos, aumentar a eficiencia e mellorar o rendemento.

Tamén lles permite supervisar e mesmo solucionar problemas a medida que xurdanen lugar de esperar a que as cousas saian mal e ter que pedir pezas caras ou realizar laboriosos traballos de reparación. O primeiro paso para conseguilo? Entende como é realmente a túa fábrica desde o punto de vista das TIC. Vexamos como a visión artificial está a transformar as fábricas de todo o mundo explorando algúns exemplos clave.

Que é a visión por ordenador?

A visión artificial é o proceso polo cal as computadoras perciben o mundo. Diferénciase da visión humana en algúns aspectos clave. En primeiro lugar, a visión artificial é dixital. Os algoritmos de visión por ordenador poden detectar formas e cores, pero en realidade non poden ver nada. Os humanos vemos cores, pero tamén detectamos formas. Isto é o que fai que a visión por ordenador sexa tan valiosa. A visión por ordenador é un subcampo da aprendizaxe automática. Cando adestras un algoritmo de aprendizaxe automática, en realidade estás ensinando. Móstraselles exemplos e aprende deles. Cantos máis exemplos lle mostres, máis preciso será. Iso é o que ocorre cando adestras un algoritmo de visión por ordenador. Despois de alimentarlle moitos datos visuais, faise cada vez máis preciso.

Como funciona a visión artificial?

A visión artificial consiste en obter unha imaxe clara do mundo. Para iso, necesitas algún xeito de detectar o que está a suceder na escena. Hai moitas formas de facelo. Podes usar unha cámara, por exemplo, ou podes ter sensores que detecten o mundo que te rodea. De calquera xeito, estás usando algo chamado sensor para detectar datos visuais. A continuación, necesitas unha forma de interpretar o que detectan estes sensores. Os algoritmos de visión por ordenador fano a través dun concepto chamado extracción de características. Os datos visuais do sensor convértense en valores numéricos que poden ser utilizados polo algoritmo.

Tipos de visión artificial

Algúns dos tipos de visión computarizada ou tecnoloxías aplicadas á visión artificial son:

• aprendizaxe profunda: Os sistemas de aprendizaxe profunda, tamén coñecidos como redes neuronais, están no núcleo da visión artificial. Están deseñados para aprender e mellorar coa experiencia, sendo o suficientemente escalables e flexibles como para adaptarse ao rápido desenvolvemento das novas tecnoloxías. Normalmente están adestrados en grandes conxuntos de datos e pódense usar para unha gran variedade de tarefas, incluíndo visión por ordenador, recoñecemento de obxectos, comprensión da linguaxe e inferencia. Os sistemas de aprendizaxe profunda, tamén coñecidos como redes neuronais, están no núcleo da visión por ordenador. Están deseñados para aprender e mellorar coa experiencia, sendo o suficientemente escalables e flexibles como para adaptarse ao rápido desenvolvemento das novas tecnoloxías. Normalmente están adestrados en grandes conxuntos de datos e pódense usar para unha gran variedade de tarefas, incluíndo visión por ordenador, recoñecemento de obxectos, comprensión da linguaxe e inferencia.
• Aprendizaxe de reforzo: Os sistemas de aprendizaxe de reforzo usan a IA para modificar o sistema en función do comportamento do usuario. Un exemplo disto é un axente virtual que segue o movemento do usuario e reacciona en función de parámetros como localización e hora. En VR, isto podería usarse para crear unha experiencia interactiva onde os obxectos do mundo virtual respondan ás accións do usuario, por exemplo unha porta que se abre cando o usuario se achega a ela. Os sistemas de aprendizaxe de reforzo usan a IA para modificar o sistema en función do comportamento do usuario. Un exemplo disto é un axente virtual que segue o movemento do usuario e reacciona en función de parámetros como localización e hora. En VR, isto podería usarse para crear unha experiencia interactiva onde os obxectos do mundo virtual respondan ás accións do usuario, por exemplo unha porta que se abre cando o usuario se achega a ela.
• aprendizaxe semi-supervisada: Os sistemas semisupervisados ​​adestran os seus modelos utilizando só un subconxunto dos datos etiquetados. Por exemplo, unha aplicación é identificar obxectos sen etiquetar as súas formas. Un equipo deportivo usa IA semisupervisada para atopar xogadores nas imaxes sen saber os seus nomes.

Como a visión por ordenador está a transformar as fábricas supervisando pezas

Un dos primeiros beneficios da visión por ordenador foi a mellora da inspección. As cámaras non só son boas para detectar defectos, senón que a visión artificial é excelente para localizalos. Isto convérteo nunha tecnoloxía clave para a mellora da calidade, o que permite aos fabricantes detectar problemas antes de que se produzan unha costosa revisión. A visión por ordenador tamén é particularmente eficaz para automatizar a inspección de pezas grandes e complicadas. Isto ofrécelle unha vista de todo o obxecto que é moito máis fácil de analizar que unha vista dunha pequena parte. É moito máis probable que descubras un problema que doutro xeito non podes notar. Un algoritmo de visión por ordenador tamén pode axudarche a resolver estes problemas. Podes usar a visión por ordenador para crear un modelo dixital da peza e usalo para rastrexar os defectos a medida que se producen e seguir o seu progreso a medida que se corrixen.

Como a visión por ordenador está a transformar as fábricas mediante a monitorización de equipos

Os mesmos beneficios que fan que a visión por ordenador sexa excelente para inspeccionar pezas tamén o converten nunha boa opción para monitorizar equipos. Aínda que unha cámara pode ser demasiado pequena para ver o funcionamento interno dunha máquina, a visión por ordenador pode mapear facilmente todo o interior da máquina e mapear os compoñentes que contén. Isto permítelle ver exactamente o que está a suceder e identificar posibles problemas. A visión por ordenador é especialmente adecuada para detectar problemas en maquinaria. Pode detectar facilmente movementos que un humano pode perder. Tamén pode detectar problemas coa propia maquinaria a medida que se producen, como compoñentes defectuosos. Cando se trata de supervisar a produción, a visión por ordenador pode detectar cousas que un humano pode perder. Tamén pode detectar anomalías nos datos que un humano non notaría. Estes puntos chámanse anomalías porque non encaixan co resto dos datos. Isto pode axudarche a identificar problemas potenciais nos teus procesos. Tamén pode axudarche a priorizar problemas e buscar solucións para mellorar a produción.

Como a visión artificial está a transformar as fábricas mediante o seguimento dos empregados

Así como a visión artificial é adecuada para inspeccionar pezas, tamén é adecuada para supervisar os traballadores. Isto fai que sexa unha forma útil de mellorar a seguridade e manter a xente alerta. Tamén é unha forma útil de reducir o cansazo e os problemas relacionados coa fatiga. A visión por ordenador pódese usar para seguir aos traballadores que se desprazan pola fábrica. Isto pode axudarche a mapear o teu ambiente de traballo e detectar problemas como camiños bloqueados ou ateigados. Tamén pode utilizar a visión por ordenador para rastrexar as actividades de cada traballador. Isto permítelle facer un seguimento do seu rendemento, identificando os posibles erros antes de que ocasionen custosos retoques. Tamén pode usar a visión por ordenador para facer un seguimento dos equipos e da maquinaria. Isto permítelle detectar problemas de maquinaria que son fáciles de perder co ollo humano.

Como a visión por ordenador está a transformar as fábricas mediante a detección de defectos

A visión por ordenador tamén é unha excelente ferramenta para detectar defectos. Isto ten moito sentido, xa que moitos dos mesmos beneficios que o converten nunha boa ferramenta para a inspección de pezas tamén significan que é unha boa ferramenta para detectar defectos de compoñentes. A visión por ordenador é especialmente adecuada para detectar defectos nunha fase inicial. Isto significa que é menos probable que teñas que pedir reparacións ou solucións alternativas. A visión por ordenador tamén é especialmente indicada para detectar defectos na superficie, como arañazos ou defectos de pintura. Isto fai que sexa unha boa opción para o control de calidade.

Escaneo 3D

Cando comezas a usar a visión por ordenador para comprender como é realmente a túa fábrica, é natural que te preguntes o que te estás perdiendo. O seguinte paso obvio é comezar a usar cámaras para crear modelos 3D do teu entorno. Este enfoque baseado en datos para a visión artificial denomínase a miúdo aprendizaxe profunda. E, unha vez máis, ten moito sentido. Os algoritmos de visión artificial son normalmente adestrados nun pequeno número de exemplos. Esta é unha forma moi superficial de aprendizaxe automática. Son necesarios moitos datos visuais para adestrar un algoritmo de aprendizaxe profunda, pero unha vez feito isto, podes ver moitos nos datos.

visión robótica

Non obstante, a dixitalización 3D supón un problema potencial. Funciona moi ben para as inspeccións puntuales, pero unha vez que creas un modelo 3D, estás atrapado con el. E, unha vez que comeces a usar a visión por ordenador para o seguimento e identificación de pezas, é probable que comeces a chocar con cousas. Afortunadamente, tamén hai unha solución para este problema. Podes usar a visión por ordenador para crear unha representación visual do entorno do robot. Isto permítelle utilizar a visión por ordenador para identificar posibles obstáculos e evitalos.

vixilancia de vídeo

Unha vez que comeces a usar a visión por ordenador na túa maquinaria, probablemente queiras facer o mesmo co teu equipo. Podes facelo creando representacións visuais do equipo. Este enfoque adoita chamarse visualización. Podes crear visualizacións para axudarche a comprender como funciona o teu ordenador ou podes crear visualizacións para axudarche a adestrar os teus algoritmos de visión por ordenador. Podes usar visualizacións para crear un modelo tridimensional da túa maquinaria.

IA e sensores

A visión por ordenador é un compoñente clave en moitas aplicacións de intelixencia artificial. Estes inclúen cousas como o recoñecemento de imaxes, a tradución de idiomas e a síntese de voz. A visión por ordenador tamén é clave no desenvolvemento das redes neuronais. Estas son unha parte fundamental das aplicacións de aprendizaxe profunda. A visión por ordenador é moito máis que a simple detección de datos visuais. Estes sistemas necesitan ser adestrados con moitos exemplos para ser útiles. Tamén deben ser implantados en toda a liña de produción.