Dr. Mario Paniccia, CEO společnosti ANELLO Photonics – Interview Series

Dr. Mario Paniccia je zkušený CEO se sídlem v Silicon Valley, spoluzakladatel a předseda společnosti Anello Photonics, kde vede misi společnosti revolutionizovat navigační systémy pomocí pokročilé fotonické technologie. Jako průkopník v oblasti křemíkové fotoniky a inerciální navigace strávil dříve více než dvě desetiletí v Intelu, kde se stal Intel (INTC ) Fellow a vedl program křemíkové fotoniky společnosti, transformující ho na globálně nasazenou komerční technologii. Vystudoval doktorát z fyziky pevných látek na Purdue University a je fellow IEEE, SPIE a OSA, stejně jako člen Národní akademie inženýrství USA.

Anello Photonics předefinovává inerciální navigaci prostřednictvím svého SiPhOG™ optického gyroskopu, kompaktního, vysoce přesného senzoru vyrobeného pomocí křemíkové fotoniky. Na rozdíl od tradičních optických gyroskopů je řešení Anello plně integrováno na fotonickém čipu, nabízející výjimečnou přesnost se sníženým rozměrem, hmotností, spotřebou energie a náklady. Navrženo pro prostředí, kde je znemožněno použití GPS, tato technologie podporuje autonomní navigaci v sektorech, jako je robotika, kosmonautika, obrana a průmyslová automatizace.

Co vás pohání k inovacím, zejména na rozhraní křemíkové fotoniky a autonomie?

Má vášeň pro inovace pramení z celoživotního zájmu o to, jak křemíková fotonika může řešit kritické problémy reálného světa a narušovat odvětví. Když jsme na Intelu začali s křemíkovou fotonikou, byla to šílená myšlenka stavět optické zařízení z křemíku. Prokázali jsme všem, že jsme měli pravdu, a vyvinuli nejen technologii křemíkové fotoniky, ale i celý průmysl, a dnes je tato technologie ve všech datových centrech světa. V ANELLO jsme opět začali s odvážnou myšlenkou přivést integrovanou křemíkovou fotoniku, aby narušila trh navigace.

S vytvořením světa prvního křemíkového fotonického optického gyroskopu – SiPhOG™ – jsme byli schopni vyvinout zcela nové produkty a řešení pro trhy, které potřebují vysoce přesnou navigaci, která dříve nebyla dostupná kvůli vysokým nákladům na stávající řešení.

Předefinováváme, co je možné, tím, že přinášíme vysoce výkonnou přesnost, nízkou odchylku, optické gyroskopy s radikálními zlepšeními ve velikosti, hmotnosti a spotřebě energie na trh autonomních systémů. To otevírá zcela nové aplikace a použití napříč všemi odvětvími – od stavebnictví, zemědělství, dopravy, robotiky, UAV – bezpilotních letadel, USV – bezpilotních plavidel, autonomních vozidel a samozřejmě i obrany.

Co inspirovalo zakladatelskou vizi za ANELLO a jak prostředí bez GPS ovlivnilo váš roadmap?

ANELLO Photonics byla založena, aby řešila rostoucí mezeru v odvětví: Dnešní optické gyroskopy (FOG) jsou velmi přesné, ale jsou velké, rozměrné a velmi drahé. Na druhé straně spektra máte MEMS (mikro-elektro-mechanické systémy) založené gyroskopy, které jsou ve všech spotřebitelských zařízeních, jako jsou telefony, sluchátka, hodinky atd. Tyto jsou velmi vysoce objemové zařízení (miliardy jednotek se vyrábějí ročně), ale trpí odchylkou kvůli teplotě, vibracím a EMI efektům.

Jako takový nemohou být použity pro vysoce přesnou navigaci. Když potřeba autonomie vzrostla v posledních letech, vznikla rostoucí mezera uprostřed. Viděli jsme tuto příležitost a řekli: “Co kdybychom mohli postavit optický gyroskop pomocí křemíkové fotoniky?” – pak můžete přinést vysoce výkonnou schopnost v malém formátu na masový trh.

To vedlo k vývoji ANELLO SiPhOG. Poté jsme začali hledat navigační řešení, která by mohla být postavena se SiPhOG, a uvědomili jsme si, že můžeme dodávat nákladově efektivní produkty ve velkém objemu s výjimečnou výkonností, která by ermögnila navigaci v prostředích bez GPS. Když začalo GPS rušení a znemožnění, ANELLO byla tam, aby z toho profitovala, a vytvořili jsme produkty a roadmap zaměřené na dodání systémů navigace bez GPS, které přinášejí výkon FOG na masový trh napříč průmyslovými a obrannými aplikacemi.

Jak se ANELLO SiPhOG liší od tradičních FOG a MEMS systémů?

Základní fyzika provozu FOG a SiPhOG jsou podobné, tj. založené na Sagnac efektu. Avšak pro SiPhOG jsme vzali všechny diskrétní optické komponenty, které se nacházejí v FOG dnešní doby (rozdělovače, spojky, fázové modulátory, detektory, polarizační filtry, optické spoje atd.), a integrovali je všechny na malý fotonický integrovaný křemíkový čip, který se vyrábí stejně jako standardní integrované elektronické obvody. Tento fotonický čip nahrazuje veškerou manuální montáž a zarovnání, je spolehlivější a může být vyráběn ve velkém množství. Kromě toho jsme vytvořili novou, extrémně citlivou a nízkoenergetickou elektronickou soustavu, která ovládá fotonický čip a měří optické signály a Sagnac fázi a rychlost rotace.

Všechno je vyráběno a sestaveno pomocí stejných technik vysokovýkonné “pick and place” montáže, které se používají v elektronickém průmyslu dnes. Když je naše SiPhOG sestaven, dodává stejnou nízkou odchylku gyroskopického výkonu jako FOG, ale v mnohem menším, kompaktním, nižším výkonu a škálovatelném řešení, které prakticky padne do dlaně. To je důvod, proč ho nazýváme “optický gyroskop na čipu”. Na rozdíl od MEMS gyroskopů, které často odchylují během sekund a jsou náchylné k teplotě a vibracím, je ANELLO SiPhOG – protože je založen na fotonech – nevnímavý k těmto efektům. Když jsou kombinovány v systému, umožňuje to robustní, dlouhodobou inerciální navigaci v prostředích bez GPS nebo se znemožněnou navigací, což z něj činí ideální řešení pro autonomii na souši, ve vzduchu a na moři.

Jaká rizika představuje rostoucí rušení a padělání GPS, a proč je závislost na GPS neudržitelná?

Incidenty rušení a padělání GPS dramaticky vzrostly globálně, představují významné hrozby pro autonomní platformy, vojenské operace a kritickou infrastrukturu. Například v roce 2025 jsme již viděli 500% nárůst incidentů padělání GPS globálně. Viděli jsme také asi 700 rušivých a padělatelských událostí denně a asi 1 500 letů je padělatelných denně po celém světě. Systémy, které závisí pouze na GPS, jsou zranitelné vůči chybám polohy až po kompletní selhání v kontextech nebo prostředích se zhoršenou kvalitou signálu – prostě nefungují. Bez ohledu na to, zda se jedná o městské kaňony, podzemní tunely nebo válečné zóny, závislost pouze na GPS je vysokým rizikem.

Pokud ztratíte GPS, nevíte, kde jste, a pak nevíte, kam jdete. To představuje velké bezpečnostní problémy pro navigační systémy, které závisí na GPS. Zatímco systémy založené na FOG jsou určitě k dispozici, jsou často příliš drahé a velké na to, aby se nasadily na masový trh. Avšak nyní s vysokovýkonnými inerciálními systémy od ANELLO – založenými na SiPhOG – můžeme poskytnout robustní vrstvu odolných navigačních řešení pro provoz, když GPS selže nebo je nedostupné.

Jak systém ANELLO nabízí “skutečnou pravdu” alternativu v prostředích s omezeným GPS?

Inerciální navigační systémy ANELLO využívají unikátní SiPhOG™ optický gyroskop, kombinovaný s CPU, AI-založenými algoritmy senzorové fúze, akcelerometry a dalšími senzory, aby dodaly reálnou navigační polohovací řešení. Protože náš SiPhOG má takovou vysokou přesnost, naše produkty nejsou závislé na ničem externím a toto poskytuje skutečnou “skutečnou pravdu”. Co jsme schopni udělat, je dodat robustní a nepřerušovanou navigaci bez GPS, kdykoli a kdekoliv je signál GPS nedostupný. Kromě toho monitorujeme v reálném čase naši polohu, porovnáváme ji s polohou GPS a pokud naše řešení detekuje padělání nebo rušení GPS, bude se samočinně přepínat na navigaci ANELLO bez GPS, zajišťující kontinuální, spolehlivou a přesnou stopování polohy.

V podstatě poskytuje optická gyroskopická technologie ANELLO jakékoli pohyblivé systémy důvěryhodnou “skutečnou pravdu” řešením, spolehlivě a kdykoli, kdy jsou satelitní signály kompromitovány. To není pouze pro autonomní vozidla, ale také pro vozidla s lidskou posádkou, která nemají GPS nebo nevědí, kam jít. Zvažte místa v a kolem válečných zón, kde dochází k rušení a padělání GPS. Jak zdravotničtí záchranáři navigují, aby zachránili lidi, když nemají GPS nebo nevědí, kam jít?

Který současný případ použití tlačí hranice, a kde je příležitost pro blízký růst?

Vysokou poptávku vidíme ve stavebnictví, precizním zemědělství, robotice a samozřejmě v obranných aplikacích na zemi, ve vzduchu i na moři. V sadech, dolech a terénu, kde je signál GPS omezený, rušený nebo zcela nedostupný, udržují řešení INS a IMU společnosti ANELLO autonomní systémy v provozu s centimetrovou přesností. V obraně těží platformy jako bezpilotní hladinová plavidla (USV) a drony závislé na GPS z propojení ANELLO s běžnými autopiloty a dalšími senzory, které umožňuje dlouhodobější navigaci bez GPS v náročných podmínkách.

Pohledem do budoucna, extrémnější případy, jako jsou hypersoniky, vyžadují ještě větší přesnost kvůli rychlostem, při kterých cestují – a přesto chtějí nízkou spotřebu energie a malou velikost. Když se díváme na autonomní drony pro budoucí aplikace, jako jsou doručovací drony nebo spotřebitelské drony, a / nebo nositelná zařízení a přenosná zařízení, průmysl bude chtít ještě menší formát a nižší spotřebu energie. To je jedna výhoda integrované křemíkové fotoniky. Můžeme pokračovat v integraci, snižování velikosti, snižování spotřeby energie a přitom dodávat vysoký výkon. Když se používání autonomních systémů rozšiřuje, bude schopnost dodávat SiPhOG v objemu a ve velkém množství zásadní.

Jak inerciální systémy, jako je ANELLO, podporují bezpečnost v kontextech, jako je nasazení robotaxi společnosti Tesla ?

Jak autonomní vozidla vstupují do hlavního proudu, bezpečnost v regionech bez GPS se stává kritickou. Inerciální navigační systémy ANELLO dodávají provozuschopný výkon, zachovávají přesnou lokalizaci, když satelitní signály poklesnou nebo jsou kompromitovány. V případě selhání GPS a padělání zajišťují řešení ANELLO SiPhOG, že vozidlo zůstává prostorově vědomé a ví, co je reálné a co je kompromitované. To umožňuje bezpečné manévrování nebo řízenou navigaci, což je klíčové pro regulační schválení a reálné nasazení robotaxi, autonomních nákladních vozidel a systémů mobility nové generace. Naše řešení byla navržena s ohledem na ASIL (Automotive Safety Integrity Level), abychom mohli být připraveni na nasazení, když se tyto trhy rozšiřují a vyvíjejí. Věříme, že ANELLO bude v budoucnu jádrem autonomie.

Jak motor senzorové fúze ANELLO zvyšuje odolnost v dlouhých scénářích bez GPS?

V našich produktech a řešeních zpracovává náš proprietární motor senzorové fúze AI v reálném čase inerciální polohu a polohu GPS každých ~10 ms. Díky tomu mohou naše řešení dynamicky identifikovat anomálie, jako je padělání, rušení nebo odchylka způsobená šokem. Systém se samočinně opraví a přepne mezi režimy senzorů bez lidského zásahu – vždy určuje, co je správné a co je nesprávné. Motor senzorové fúze ANELLO je neustále testován a optimalizován naším týmem v různých průmyslových a obranných aplikacích v terénu a napříč zemí, vzduchem a mořem. To umožňuje rychlejší implementaci a reálné nasazení našich zákazníků. Výsledkem je nejen nezřídka spolehlivost a výkon pro tyto náročné autonomní aplikace, ale také rychlejší nasazení pro naše zákazníky, aby mohli rychle řešit své problémy.

Co bude pro křemíkovou fotoniku v autonomii, AI a robotice znamenat příštích 5-10 let?

Během příštích deseti let se integrovaná křemíková fotonika stane základem budoucnosti autonomie, zejména v prostředích bez GPS nebo v kontextech. Když roste poptávka po odolných navigačních systémech napříč robotikou, obranou, kosmonautikou a průmyslovými sektory, fotonické senzory, jako je ANELLO SiPhOG, povedou přechod od velkých, rozměrných, vysoce energetických a nákladných řešení na menší, vysoce objemová, kompaktní a snadno integrovaná řešení pro masový trh. Stejně jako v elektronickém průmyslu budeme pokračovat v integraci více a více funkcí na našich křemíkových fotonických čipech, poskytujících více funkcí a nižší náklady.

Kromě toho budeme pokračovat v integraci elektroniky s více funkcemi a menším rozsahem a jednoho dne bude vše na malém čipu menším než váš nehet. Tento plně integrovaný malý čip přinese stejnou úroveň výkonu na spotřebitelský trh. Zvažte, ANELLO nebude pouze v každém autonomním vozidle, ale bude v každém chytrém hodinkách, každém chytrém telefonu – ve všem a všude, co se pohybuje nebo je poloha důležitá. Bez ohledu na to, zda máte GPS nebo ne, již se nemusíte bát, že se ztratíte nebo nebudete vědět, kde jste, protože víte, že ANELLO je s vámi vždy.

Co vás nejvíce fascinuje a jak mohou inženýři nebo vlády spolupracovat s ANELLO?

Jsem nadšen tím, jak rychle je naše technologie přijímána – od zemědělství po robotiku až po obranu. Pracovali jsme tvrdě, abychom zajistili, že naše systémy jsou snadno instalovatelné, uživatelsky přívětivé a fungují bezchybně. Některé z těchto systémů lze retrofitovat do vozidla za méně než 15 minut. Zpětná vazba zákazníků, jak rychle řešíme jejich problémy, nás opravdu přesvědčuje, že pomáháme společnosti. Naši inženýři pracují a komunikují přímo se našimi zákazníky. Jsme s našimi zákazníky, jsme na jejich lodích, testujeme v reálném čase s nimi, létáme na jejich dronových platformách a jsme vedle nich, analyzujeme data a ladíme naše algoritmy, aby naše řešení fungovala na jejich platformách.

To nám umožňuje vidět v reálném čase, jak naše řešení umožňují našim zákazníkům a řeší jejich výzvy. Vidíme stále více našich zákazníků, kteří přicházejí k nám a říkají: “Řekli nám, že potřebujeme ANELLO”. To nakonec činí všechny naše úsilí a snahu dobře využitými. A děláme to napříč několika odvětvími. Inženýři milují tuto přímou interakci se zákazníky, která umožňuje našim týmům řešit reálné problémy. Přijali jsme odvážnou výzvu vytvořit něco, co nebylo nikdy dříve vytvořeno. Uspěli jsme, ale jako inženýr v srdci jsme teprve na začátku a před námi leží spousta zajímavých vývoje. Budeme pokračovat v změně polí navigace a dodávat řešení, která poskytují schopnosti navigace bez GPS světu. Zveme naše partnery – inženýry, systémové integrátory, vládní agentury atd. – aby spolupracovali s námi, získali naše evaluační sady, otestovali naše produkty, otestovali na svých platformách a nechali nás pomoci jim. Připojte se k nám – společně můžeme budovat budoucnost navigace společně. Děkuji za skvělý rozhovor, čtenáři, kteří chtějí se dozvědět více, by měli navštívit Anello Photonics.