Las tecnologías de imagen y visión continúan creciendo más allá del piso de la fábrica

La visión y las imágenes han sido durante mucho tiempo tecnologías habilitadoras clave en mercados muy diversos. Los sistemas de visión artificial pueden mejorar significativamente los procesos industriales y ayudar a impulsar la productividad, la eficiencia y la calidad al tiempo que reducen los costos en muchos casos de uso diversos.

El crecimiento de la visión artificial industrial está a un ritmo récord. Alex Shikany, vicepresidente de marketing y servicios para miembros de la Association for Advancing Automation (A3) informa que el mercado de visión artificial en América del Norte se expandió un 26% en la primera mitad de 2021 a un récord de $ 764 millones. En una encuesta A3, más del 95% de las empresas y analistas que respondieron esperan que el mercado no disminuya durante los próximos seis meses. El Dr. Chris Yates de Vision Ventures señala que los factores clave que impulsan la implementación continua de tecnologías de visión artificial son una mayor conciencia de las capacidades y el valor; disminución de los costos de componentes, software e ingeniería; compatibilidad e interoperabilidad de tecnologías más amplias; y un mayor enfoque y éxito en la facilidad de uso.

Está claro que tanto las industrias maduras como las emergentes continúan adoptando la visión y la imagen. Pero, ¿cuáles son los próximos casos de uso industrial de la visión artificial?

Fuera de la fábrica, en los campos

La agricultura es una industria que comienza a ver un beneficio significativo de la implementación amplia de tecnologías de automatización avanzadas como la visión artificial. Según el USDA, se prevé que los ingresos agrícolas brutos de EE. UU. Aumenten un 7,3% en 2021 a $ 486 mil millones, y los avances tecnológicos tendrán una gran influencia en los resultados finales. Un sector de rápido crecimiento es la agricultura vertical, donde las plantas (verduras, frutas, hierbas y más) se cultivan principalmente en interiores en torres verticales en entornos controlados.

La “agricultura de precisión” en la agricultura ha sido un objetivo importante para la automatización durante algún tiempo, con muchas aplicaciones diferentes en desarrollo y / o investigación. El uso de robots autónomos en la plantación y cosecha de cultivos es un área que está experimentando cierto crecimiento y aceptación. Los tractores sin conductor se pueden guiar principalmente mediante GNSS / GPS (sistemas de navegación por satélite y sistemas de posicionamiento global). Sin embargo, la autonomía total requiere la capacidad de detectar y reaccionar ante obstáculos inesperados, especialmente humanos y animales. Los sistemas de percepción que utilizan tecnologías como imágenes infrarrojas, lidar y tiempo de vuelo 3D se están implementando con éxito en robots agrícolas. Incluso se han utilizado robots autónomos con modelos de visión y aprendizaje profundo para el deshierbe de algunos cultivos sin productos químicos.

Los sistemas de automatización de recolección dependen en gran medida de la visión y las imágenes. Por ejemplo, los cobots (robots colaborativos) y las máquinas equipadas con movimiento autónomo utilizan cámaras e inteligencia artificial para diferenciar la fruta madura de la fruta no madura y proporcionar orientación para la recolección automatizada. Abundant Robotics (www.abundantrobotics.com) informó del éxito inicial con su robot recolector de manzanas, que utiliza la visión para detectar frutas maduras. La cosecha de hortalizas también está sobre la mesa. La Universidad de Cambridge ha demostrado un robot recolector de lechugas que utiliza varias cámaras y aprendizaje automático para detectar cabezas sanas y maduras y guiar la recolección.

La agricultura vertical es especialmente adecuada para la automatización debido a la naturaleza bien restringida de los cultivos y el medio ambiente. Los robots guiados por visión son clave para la productividad durante el proceso de siembra para capturar plántulas y colocarlas en las torres de cultivo verticales. La recolección también se puede automatizar de manera similar.

En la agricultura en general, la visión artificial se puede utilizar para inspeccionar cultivos y detectar sequías o enfermedades. Las imágenes multiespectrales e hiperespectrales, ya sea a nivel de planta o de campo utilizando drones, es una tecnología ampliamente utilizada con éxito comprobado. Las imágenes infrarrojas también se pueden utilizar según la inspección y el recorte.

Percepción del mecanizado de precisión

Las nuevas aplicaciones para visión e imágenes están ganando una aceptación más generalizada en la industria del mecanizado de precisión. La industria del mecanizado de precisión (mecanizado CNC) es bastante madura y próspera, con un tamaño de mercado de algunas fuentes en alrededor de $ 400 mil millones y un crecimiento proyectado en 2021 de alrededor del 7%. Junto con la adopción de la automatización avanzada para mejorar la calidad y la productividad, los impulsores clave en este mercado que pueden contribuir al crecimiento son encontrar y usar de manera eficiente la mano de obra, reducir los costos operativos, eliminar defectos de mecanizado y detectar defectos temprano para evitar desperdicios. Estos y otros factores están apuntando a esta industria a una nueva adopción de visión e imágenes, así como a la robótica en el proceso de producción.

Si bien el cuidado de máquinas robóticas no es completamente nuevo en la industria del mecanizado de precisión, está ganando una aceptación más amplia y la tarea se está avanzando con visión artificial para brindar mayor autonomía. Los robots para la carga y descarga de la máquina se pueden guiar para la selección y colocación de piezas, lo que brinda una mayor eficiencia para lotes pequeños y corridas de alta mezcla comunes al mecanizado de precisión. Además, las imágenes en 3D están emergiendo como una tecnología habilitadora potencial para admitir la selección aleatoria de piezas o piezas en bruto para mecanizar en contenedores, eliminando así la necesidad de sujeciones duras y la carga del operador.

Estos nuevos ejemplos de la industria son solo una pequeña parte de los mercados que se benefician de las tecnologías de imagen y visión. A medida que se desarrollen los casos de uso de la industria emergente, estas tecnologías continuarán mejorando los procesos y la calidad.