Sistema de Controle por Voz com IA usando UNIHIKER K10: Projeto Completo para Sala de Aula

1. Introdução do Projeto

Com a tecnologia de IA entrando gradualmente nas salas de aula, a interação por voz se tornou uma das formas mais intuitivas para os alunos entrarem em contato com a inteligência artificial. De alto-falantes inteligentes a assistentes de voz em smartphones, o conceito de “dizer uma frase e o dispositivo executar uma ação” já faz parte do cotidiano. Então, será que também podemos construir nosso próprio sistema de controle por voz com IA?
Com o UNIHIKER K10 e o software de programação gráfica Mind+, não é necessário treinar modelos complexos nem escrever muito código. Basta configurar alguns comandos de voz para criar rapidamente um sistema interativo inteligente capaz de “ouvir e executar” instruções. Este artigo apresenta quatro casos progressivos para mostrar como usar reconhecimento de voz em controle de hardware, feedback interativo e aplicações divertidas, oferecendo inspiração para o ensino de IA e STEM.

2. Hardware necessário

3. Preparação do software

Software de Programação Gráfica Mind+ (Versão 1.8.1 RC1.0 ou superior)

1. Abra o Mind+ e altere para o modo Offline.
 

2. Clique em Extensões, pesquise por UNIHIKER K10 na aba Placa e adicione a extensão.
 

3. Conecte o UNIHIKER K10 ao computador via cabo USB e selecione a porta COM correspondente (ex: COM17-UNIHIKER K10).
 

4. Experiência do projeto

Antes de iniciar os projetos de reconhecimento de voz, é recomendável se familiarizar com a interação básica do UNIHIKER K10. Na lateral do dispositivo há dois botões programáveis — Button A e Button B. Em projetos posteriores, esses botões terão funções diferentes, como reiniciar o programa, sair do estado atual ou acionar ações específicas. Entender seu uso antecipadamente ajuda a garantir um desenvolvimento mais fluido.

Projeto 1: Experiência de interação por voz com IA

Antes de criar o sistema de controle por voz, vale experimentar a função de interação por voz nativa do K10. Após conectar o dispositivo, basta dizer a palavra de ativação: “Hi Telly”. O UNIHIKER K10 entrará no modo de interação por voz e permitirá conversas como um assistente inteligente.

Conexão de hardware

Implementação do programa

1. Ao iniciar o programa, ativar o reconhecimento contínuo de voz, com duração de 6000 ms e idioma definido como inglês.
2. Exibir o texto “UNIHIKER K10” no centro da tela.
3. Entrar em um loop de verificação contínua do estado de ativação por voz.
4. Ao detectar o estado de ativação, o sistema reproduz um som de aviso, acende o LED em verde e exibe uma imagem correspondente na tela.
5. Manter o estado atual até que o modo de ativação seja encerrado.
6. Ao pressionar o botão A, desligar a iluminação e retornar à interface inicial.
Todo o processo demonstra um fluxo completo de interação por voz: ativação por comando → feedback de estado → interação do usuário.

Código completo

Projeto 2: Controle do mundo físico por voz

Após a experiência básica, é possível construir um sistema próprio de controle por voz. Este caso utiliza um servo motor como um interruptor simulado e, com uma estrutura impressa em 3D, permite controlar dispositivos com comandos como “Turn on the light” e “Turn off the light”. O UNIHIKER K10 reconhece os comandos e gira o servo para diferentes ângulos, simulando ligar e desligar um dispositivo real.

Conexão de hardware

Implementação do programa

1. Ao iniciar o programa, inicializar o servo conectado ao pino P1 na posição de 103°.
2. Ativar reconhecimento contínuo de voz (6000 ms), idioma inglês.
3. Adicionar dois comandos de voz:
   - ID 0: “turn on the light”
   - ID 1: “turn off the light”
4. Entrar em um loop de verificação contínua.
5. Ao reconhecer os comandos:
   - ID 0: girar o servo para 120° e aguardar 1 segundo.
   - ID 1: girar o servo para 86° e aguardar 1 segundo.
6. Continuar aguardando novos comandos.
Embora simples, este programa demonstra o fluxo essencial de IA de voz: entrada de voz → reconhecimento → ação.

Código completo
 

Projeto 3: Criando seu próprio assistente de voz com IA

Se os projetos anteriores executavam apenas uma função, aqui o sistema é expandido. O usuário pode controlar luzes RGB, contadores, efeitos de respiração, efeitos arco-íris e reprodução de música com diferentes comandos em inglês. Ao acender todas as 12 luzes, o sistema reproduz uma mensagem de congratulação e animações de luz.

Conexão de hardware
 

Implementação do programa

1. Ao iniciar, ativar reconhecimento contínuo de voz em inglês (6000 ms) com 6 comandos:
   - ID 0: Turn on the light
   - ID 1: Turn off the light
   - ID 2: Ready
   - ID 3: Go
   - ID 4: Play a music
   - ID 5: Breath
2. Inicializar 12 LEDs RGB, exibir comandos disponíveis e imagens na tela e ativar módulo de voz.
3. Entrar em loop de verificação contínua.
4. Executar funções conforme comandos:
   - Turn on the light: acender luz branca.
   - Turn off the light: desligar luz.
   - Ready: acender primeiro LED em vermelho e zerar contador.
   - Go: acender próximo LED e incrementar contador. Ao completar 12 LEDs, reproduzir efeito arco-íris e mensagem “Congratulations!”. Após 2 segundos, desligar todas as luzes e reiniciar contador.
   - Play a music: efeito arco-íris e reprodução aleatória de música do cartão TF. Ao pressionar o botão A, parar música e desligar luzes.
   - Breath: efeito de respiração com brilho crescente e decrescente.
Este projeto integra voz, luzes RGB, música e síntese de voz, sendo ideal para ensino interdisciplinar de STEM.

Código completo

Projeto 4: Jogo controlado por voz

Além do controle de hardware, o reconhecimento de voz também pode ser usado para controlar elementos gráficos na tela. Este último projeto apresenta um pequeno jogo interativo.

Implementação do programa

1. Ativar reconhecimento contínuo de voz em inglês (6000 ms) com 6 comandos:
   - ID 0: Turn on the light
   - ID 1: Turn off the light
   - ID 2: up
   - ID 3: right
   - ID 4: left
   - ID 5: down
2. Exibir comandos disponíveis e desenhar uma área retangular na tela com um ponto vermelho inicial no centro.
3. Inicializar coordenadas e contadores de direção.
4. Entrar em loop de verificação contínua.
5. Executar ações conforme comandos:
   - turn on the light: acender LED da placa.
   - turn off the light: desligar LED.
   - up/right/left/down: mover o ponto na direção correspondente e atualizar contadores.
6. O ponto se move em passos fixos e a tela é atualizada em tempo real.
7. Ao pressionar o botão A, o ponto retorna à posição inicial.
Este projeto simples já contém a estrutura básica de um jogo e pode ser expandido para labirintos, robôs controlados por voz e carros inteligentes.

Código completo

5. Conclusão

O reconhecimento de voz está se tornando uma importante forma de interação humano-computador. Em sala de aula, em vez de focar em algoritmos complexos, o aprendizado baseado em projetos práticos é mais eficaz.
Através desses quatro casos progressivos, os alunos podem aprender desde ativação por voz até aplicações interativas completas. Além disso, eles também entram em contato com conceitos essenciais de STEM, como programação orientada a eventos, estruturas condicionais, variáveis, gráficos e controle de hardware.
Para os professores, esses projetos podem ser usados individualmente em aula ou combinados em um curso completo de introdução à IA. A partir de comandos simples de voz, os alunos são incentivados a explorar IA e programação criativa, tornando a inteligência artificial algo visível, tangível e criável.