En este trabajo se presenta el desarrollo de un módulo para el robot NAO que le permitirá jugar al “Tres en Raya” con un humano de forma autónoma. El desarrollo del juego incluye una gran variedad de técnicas de inteligencia artificial como el aprendizaje por demostración, la visión artificial y la búsqueda heurística que le permitirán alcanzar al robot ese grado de autonomía. La finalidad del trabajo es conseguir que el robot NAO aumente el componente social e interactúe cada vez mejor con los humanos mediante juegos sencillos que todos conocemos, pues este trabajo sirve de base para desarrollar otros módulos con otros juegos diferentes. En la realización del proyecto se ha utilizado el simulador Choregraphe y el API de NaoQi, desarrollados por Aldebaran Robotics para trabajar expresamente con el robot NAO y las librerías de programación OpenCV, para el procesamiento de imágenes, y AIMA, para el algoritmo del juego. El código se ha desarrollado en Python. El proyecto se ha probado sobre un entorno real, con un jugador humano y un robot NAO.