本发明涉及光电器件，特别涉及一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法。
背景技术：
1、人类从声音的感知中可以获取信息，还可以表达情感，激发想象，创造美感。在人工智能时代，声音感知可以让人工智能更好地理解人类的语言和情感，从而提高与人类的交互和沟通能力。在语音识别技术可以将人类的口语转换为文本，进行自然语言处理和分析，可以让人工智能更好地分析和处理音频信号，从而实现各种应用和功能。或者通过声音检测技术可以对环境声进行实时监测和分析，以检测出不同类型的声音信号，并根据这些信号判断是否存在异常情况或不良事件，也可以让人工智能更好地模拟和生成音频内容，从而实现更丰富和多样的创作和表达。但是目前人工智能的对于声音的快速识别和传输还是基于电信号的传输，这会在一定的程度上带来限制。并且对于开发类人脑传输声音信号和输出声音信号的功能还是缺乏实现的基础。
2、声音是由物体振动产生的声波，是通过介质传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。声音具有大量的信息，如音高、音强、音色等可以反应出声源的某些特性，如果声源发生了变化，那么同样的声音也会发生变化。因此在医疗手段中利用声音来感知人体健康情况的影响是一个很有意义的工作。例如声音可以监测人体的生理参数，如心率、血压、呼吸、血氧饱和度等。这些参数可以反映人体的心血管、呼吸、神经等系统的功能状态，以及是否存在异常或疾病。声音可以检测人体的心理状态，如情绪、情感、态度和个性。这些状态可以反映人体的精神、心理和社会方面的健康状况，以及是否存在压力、焦虑、抑郁等心理问题。利用qled光电器件结构对声音的感知和传输在医疗方面是具有非常大的一个研究价值。
3、皮肤压力感知是指皮肤对外界物理刺激，如压力、振动、温度等的感知能力，它是人类触觉的重要组成部分，利用压力感知可以实现人工智能对环境和对象的感知和交互提高了人工智能的感知能力和自适应能力，使其能够更好地适应复杂和多变的环境，完成更多的任务，例如，通过远程按压触觉皮肤，就可以遥控机械夹爪，轻轻松松将发丝细度的针线穿过针眼。可以增强了人工智能与人类的交互和沟通能力，使其能够更好地理解人类的需求和情感，提供更加友好和自然的服务，具有皮肤功能的人工触觉传感器可以灵活地施加力度，模拟人类的握手、拥抱等社交行为。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有的技术不足，提供一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其提供一种qled光电突触器件结构即将声音感知和压力感知结合的器件结构，通过将不同的外界刺激转化为压电形变信号，包括电压、频率、波形信息，改变前突触器件的输出光信号，后突触光电器件接收前突触器件的输出光信号的输入来转化为电信号来实现声音和压力的感知。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，将两个qled光电突触结构分别作为前突触器件和后突触光电器件，通过将不同的外界刺激转化为压电形变信号，改变前突触器件的输出光信号，后突触光电器件接收前突触器件的输出光信号来转化为电信号以实现声音和压力的感知。其中，前突触器件是基于qled光电突触器件的采集信息端，后突触器件是基于qled光电突触器件的收集信息端；前突触器件在效果上是类似于神经突触中的突触前膜，主要是用于输出信号，在本发明中，前突触器件起到收集外界刺激信号，并且将外界刺激信号转化为电信号的过程和将带有外界刺激的信号发送给后突触器件的一个功能。后突触器件在效果上类似于神经突触中的突触后膜，主要是用于接收前突触发出的信号，在本发明中后突触器件起到接收前突触发出的信号，并且将收集到的信号与前突触产生的信号做对比来实现一种类神经突触结构的信息传输，该信息传输不需要依靠介质，仅靠电光转化和光电转化来实现以光为传播载体，同时具编码和解码的传输效果，对于实现光计算有很大的一个参考意义。
3、在本发明一实施例中，所述压电形变信号，包括电压、频率、波形信息。
4、在本发明一实施例中，所述qled光电突触结构，将量子点发光层夹在空穴传输层和电子传输层之间构成，以空穴传输效率高的有机材料作为空穴传输层，和电子传输层、量子点发光层一起构成高效的p-i-n型结构；所述qled光电突触结构，包括从下到上依次层叠的导电基底层、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、压电薄膜传感层、电子传输层、阴极。
5、在本发明一实施例中，所述导电基底层采用氧化铟锡ito玻璃制成。
6、在本发明一实施例中，所述空穴注入层采用聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐pedot:pss或氧化钼、氧化镍、硫氰亚铜中的一种或一种以上制成。
7、在本发明一实施例中，所述空穴传输层采用聚合物tfb、poly:tpd、pvk中的任意一种或一种以上的组合。
8、在本发明一实施例中，所述压电薄膜传感层为极化压电聚合物层，材料采用pbdb-t-2f、p3ht、pc71bm、pdinn、zno纳米线、p型氧化锌纳米线、sb掺杂的p型zno纳米线、tmcds、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸铁、聚乙烯二硫醇、聚对苯二甲酸乙二醇己酯、聚苯乙炔和聚苯胺、聚乙炔氟、聚己内酯中的任意一种或一种以上的组合。
9、在本发明一实施例中，所述电子传输层的材料采用zno、tio2、sno2、lizno、mgzno中的任意一种或一种以上的组合。
10、在本发明一实施例中，所述阴极采用的金属阴极材料为au、ag、al中的任意一种或一种以上的组合。
11、在本发明一实施例中，通过将外界刺激即压力信号转化为压电薄膜传感层的形变程度和通过压电薄膜传感层的转化形成的电信号改变前突触器件中的载流子的移动，使得前突触器件发射出带有形变信息的光信号到后突触光电器件中，经过滤波器和信号放大器结构实现对声音的播放和建立对压力的感知。
12、在本发明一实施例中，所述方法，可应用于声音信号检测和皮肤压力传感的方法，声音和压力是一种机械形变，并且通过对于形变的大小程度和频率来识别声音和压力感知，包括如下步骤：
13、1)通过制作现有已知的压电薄膜传感层到qled光电突触器件中，当材料沿其非中心对称方向受外力变形时，材料正负电荷中心发生分离，在应力方向上材料表面产生正负电荷，形成电势差，通过调节输入的声音的响度信号来实现材料发生的形变的大小来输入声音的响度信号来调节输入前突触的电压信号，基于qled光电突触器件的输出信号随输入电压变化的特点，通过调节qled光电突触器件的输入电压，qled光电前突触器件输出的光的光强也会随着发生变化，导致qled光电后突触器件响应的后电流值上发生大小的变化,对应于声音的响度的变化，从而实现声音传输信号中响度信息的传输；
14、2)通过制作现有已知的压电薄膜传感层到qled光电突触器件中，当材料沿其非中心对称方向受外力变形时，材料正负电荷中心发生分离，在应力方向上材料表面产生正负电荷，形成电势差，通过调节输入的声音的频率信号来实现材料发生的形变的频率来输入声音的音调信号来调节输入前突触的电压信号，基于qled光电突触器件的输出信号的频率随输入电压的频率信号变化的特点,通过调节qled光电突触器件的输入电压的频率信号，qled光电前突触器件输出的光的频率也会随着发生变化，导致qled光电后突触器件响应的后电流值的频率信号上发生变化，对应于声音的音调的变化，从而实现声音传输信号中音调信息的传输；
15、3)通过制作现有已知的压电薄膜传感层到qled光电突触器件中，当材料沿其非中心对称方向受外力变形时，材料正负电荷中心发生分离，在应力方向上材料表面产生正负电荷，形成电势差，通过调节输入的声音的音色信号来现材料发生的形变的在时间上的大小变化来输入前突触的电压的波形信号，基于qled光电突触器件的输出信号的波形随输入电压的信号变化的特点,通过调节qled光电突触器件的输入电压的波形信号，qled光电前突触器件输出的光的光强的时间分布也会随着发生变化，导致qled光电后突触器件响应的后电流值在时间上的波形信号上发生变化，对应于声音的音色的变化，从而实现声音传输信号中音色信息的传输；
16、4)通过制作现有已知的压电薄膜传感层材料到qled光电突触器件中，通过调节输入的压力信号，由于压力会带来材料的机械形变，当材料沿其非中心对称方向受外力变形时，材料正负电荷中心发生分离，在应力方向上材料表面产生正负电荷，形成电势差，导致qled光电前突触器件输出的光的光强的时间和空间上的分布也会随着发生变化，导致qled光电后突触器件响应的后电流值在时间和空间上的信号上发生变化，对应于压力带来的变化，从而实现压力信息的传输，从而实现带有压力信息的信号输出；
17、5)通过建立携带有声音的qled光电前突触器件和携带有声音和压力信号的qled光电前突触器件的电流变化量公式δi和电压的变化量以及频率的变化量的公式，通过软件对曲线进行拟合，从而拟合出压力的近似换算公式，并且通过对输入声音信号和输出信号的对比因子来判断对于声音传输的质量好坏。
18、相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
19、1、本发明的一种基于qled光电突触结构实现声音传输和压力感知可应用于声音信号检测和皮肤压力传感的方法，可以让人工智能感知声音并且传输声音信息，可以让人工智能更好地分析和处理音频信号，从而实现各种应用和功能。
20、2、本发明的一种基于qled光电突触结构实现声音传输和压力感知可应用于声音信号检测和皮肤压力传感的方法，利用声音感知在医疗手段中检测人体健康情况是一个很有意义的工作。
21、3、本发明的一种基于qled光电突触结构实现声音传输和压力感知可应用于声音信号检测和皮肤压力传感的方法，利用压力感知可以实现人工智能对环境和对象的感知和交互提高了人工智能的感知能力和自适应能力，使其能够更好地适应复杂和多变的环境，完成更多的任务。
1.一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，将两个qled光电突触结构分别作为前突触器件和后突触光电器件，通过将不同的外界刺激转化为压电形变信号，改变前突触器件的输出光信号，后突触光电器件接收前突触器件的输出光信号来转化为电信号以实现声音和压力的感知。
2.根据权利要求1所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述压电形变信号，包括电压、频率、波形信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述qled光电突触结构，将量子点发光层夹在空穴传输层和电子传输层之间构成，以空穴传输效率高的有机材料作为空穴传输层，和电子传输层、量子点发光层一起构成高效的p-i-n型结构；所述qled光电突触结构，包括从下到上依次层叠的导电基底层、空穴注入层、空穴传输层、量子点发光层、压电薄膜传感层、电子传输层、阴极。
4.根据权利要求3所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述导电基底层采用氧化铟锡ito玻璃制成。
5.根据权利要求3所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述空穴注入层采用聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐pedot:pss或氧化钼、氧化镍、硫氰亚铜中的一种或一种以上制成。
6.根据权利要求3所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述空穴传输层采用聚合物tfb、poly:tpd、pvk中的任意一种或一种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述压电薄膜传感层为极化压电聚合物层，材料采用pbdb-t-2f、p3ht、pc71bm、pdinn、zno纳米线、p型氧化锌纳米线、sb掺杂的p型zno纳米线、tmcds、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸铁、聚乙烯二硫醇、聚对苯二甲酸乙二醇己酯、聚苯乙炔和聚苯胺、聚乙炔氟、聚己内酯中的任意一种或一种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述电子传输层的材料采用zno、tio2、sno2、lizno、mgzno中的任意一种或一种以上的组合。
9.根据权利要求1所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，所述阴极采用的金属阴极材料为au、ag、al中的任意一种或一种以上的组合。
10.根据权利要求3所述的一种基于qled光电突触结构实现声音和压力感知的方法，其特征在于，通过将外界刺激即压力信号转化为压电薄膜传感层的形变程度和通过压电薄膜传感层的转化形成的电信号改变前突触器件中的载流子的移动，使得前突触器件发射出带有形变信息的光信号到后突触光电器件中，经过滤波器和信号放大器结构实现对声音的播放和建立对压力的感知。
