Dr. Mario Paniccia, CEO of 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 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 členem IEEE, SPIE a OSA, stejně jako člen U.S. National Academy of Engineering.

Anello Photonics předefinuje inerciální navigaci prostřednictvím svého SiPhOG™ optického gyroskopu, kompaktního, vysoce přesného senzoru postaveného pomocí křemíkové fotoniky. Na rozdíl od tradičních optických gyroskopů je řešení Anello plně integrováno na fotonickém čipu, nabízející výjimečnou přesnost s redukovanými rozměry, hmotností, spotřebou energie a náklady. Navrženo pro prostředí, kde je znemožněn příjem GPS, podporuje autonomní navigaci napříč sektory, jako jsou robotika, kosmonautika, obrana a průmyslová automatizace.

Co vás pohání k vášni pro inovace – zejména na rozhraní křemíkové fotoniky a autonomie?

Má vášeň pramení z celoživotního fascinování tím, jak křemíková fotonika může řešit kritické problémy reálného světa a narušovat odvětví. Když jsme začali s křemíkovou fotonikou v Intelu, byla to šílená myšlenka postavit optické zařízení z křemíku. Dokázali jsme všem, že jsme měli pravdu, a vyvinuli nejen technologii křemíkové fotoniky, ale celou průmyslovou odvětví, a dnes je tato technologie ve všech datových centrech světa. V ANELLO jsme opět začali s odvážnou myšlenkou přinést integrovanou křemíkovou fotoniku, aby narušila trh s navigací.

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.

Předefinujeme, co je možné s přínosem vysoce výkonné přesnosti, nízké driftu, optických gyroskopických senzorů s radikálními zlepšeními ve velikosti, hmotnosti a spotřebě energie na autonomní trh. To otevírá zcela nové aplikace a použití napříč všemi průmyslovými odvětvími – od stavebnictví, zemědělství, nákladní dopravy, robotiky, UAV – bezpilotních letadel, USV – bezpilotních plavidel, autonomních vozidel a samozřejmě i napříč obranným průmyslem.

Co inspirovalo zakládající vizi za ANELLO a jak prostředí bez GPS ovlivnilo vaši roadmapu?

ANELLO Photonics byla založena, aby řešila rostoucí mezeru v odvětví: Dnešní optické gyroskopy (FOG) jsou velmi přesné, ale jsou velké, rozměrné a velmi drahé. Proto se používají pouze pro velmi náročné aplikace, jako jsou bojová letadla, ponorky, ICBM atd. Na druhé straně spektra máte MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) založené gyroskopy, které jsou ve všech spotřebitelských zařízeních, jako jsou telefony, earpody, hodinky atd. Tyto jsou velmi vysoké objemové zařízení (miliardy jednotek se vyrábějí každý rok), ale trpí driftováním kvůli teplotě, vibracím a EMI efektům.

Jako takový nemohou být použity pro vysoce přesnou navigaci. Když potřeba autonomie vzrostla v posledních letech, objevila se 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 zkoumat navigační řešení, která mohla být postavena se SiPhOG, a uvědomili jsme si, že můžeme dodávat nákladově efektivní produkty ve velkém objemu s výjimečnou výkonností, která by umožnila navigaci v prostředích bez GPS. Když začalo GPS rušení a znemožnění, ANELLO byla tam, aby využila této příležitosti, a vytvořila 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?

Hlavní fyzika provozu FOG a SiPhOG jsou podobné, tj. založené na Sagnac efektu. Avšak pro SiPhOG jsme vzali všechny diskrétní optické součásti, které se nacházejí v FOG dnešní doby (rozdělovače, spojky, fázové modulátory, detektory, polarizační filtry, fiberové 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 veškeré manuální sestavení 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 metod vysokovýkonné “pick and place” sestavení, které se používají v elektronickém průmyslu dnes. Když je naše SiPhOG sestaveno, dodává stejné nízké driftové gyroskopické výkony jako FOG, ale v mnohem menším, kompaktním, nižším výkonu a škálovatelném řešení, které prakticky padne do dlaně. Na rozdíl od MEMS gyroskopů, které často driftují během sekund a jsou náchylné k teplotě a vibracím, je ANELLO SiPhOG – protože je založeno na fotonech – nevnímavé k těmto efektům. Když jsou kombinovány v systému, toto umožňuje robustní, dlouhodobou inerciální navigaci v prostředích bez GPS nebo s rušením, což z něj činí ideální řešení pro autonomii na zemi, ve vzduchu a na moři.

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

Rušení a podvod GPS se dramaticky zvýšily, představují majoritní hrozby pro autonomní platformy, vojenské operace a kritickou infrastrukturu. Například v roce 2025 jsme již viděli 500% nárůst incidentů podvodu globálně. Viděli jsme také asi 700 rušení a podvodu denně a asi 1 500 letů je denně napadeno podvodem po celém světě. Systémy, které závisí pouze na GPS, jsou zranitelné vůči chybám polohy až po kompletní selhání v kontextech nebo prostředích s degradovaným signálem GPS – prostě nefungují. Bez ohledu na to, zda se jedná o městské kaňony, podzemní tunely nebo válečné zóny, závislost pouze na GPS je vysoce riziková.

Pokud ztratíte GPS, nevíte, kde jste, a pak nevíte, kam jdete. To představuje majoritní bezpečnostní rizika pro navigační systémy, které závisí na GPS. Zatímco FOG-založené systémy jsou certainly dostupné, jsou často příliš drahé a velké na to, aby se nasadily na masový trh. Avšak s vysokovýkonnými inerciálními systémy z ANELLO – založenými na SiPhOG – můžeme poskytnout robustní vrstvu odolné navigace založené na řešeních pro provoz, když GPS selže nebo je nedostupný.

Jak systém ANELLO nabízí “ground truth” alternativu v prostředích s omezeným GPS?

Inerciální navigační systémy ANELLO používají náš unikátní SiPhOG™ optický gyroskop, kombinovaný s CPU, AI-založenými senzorovými fúzními algoritmy, akcelerometry a dalšími senzory, aby dodaly reálnou navigační polohovací řešení. Protože náš SiPhOG má tak vysokou přesnost, naše produkty nejsou závislé na ničem externím, a to poskytuje skutečnou “ground truth”. Co jsme schopni udělat, je dodat robustní a nepřetržité, GPS-Denied navigaci, když a kde je signál GPS nedostupný. Kromě toho monitorujeme v reálném čase naši polohu, porovnáváme ji s polohou GPS, a pokud naše řešení detekuje GPS podvod nebo rušení, přechází bezprostředně na navigaci ANELLO dead-reckoning, zajišťující kontinuální, spolehlivou a přesnou stopování polohy.

V podstatě technologie ANELLO optického gyroskopu poskytuje jakékoli pohyblivé systémy s důvěryhodnou “ground truth” řešením bezprostředně a spolehlivě – kdykoli jsou satelitní signály kompromitovány. To není pouze pro autonomní vozidla, ale také pro vozidla s lidskou posádkou, která nemají GPS. Zvažte místa v nebo kolem válečných zón, kde dochází k rušení a podvodu GPS. Jak záchranné týmy navigují, aby zachránili lidi, když nemají GPS nebo nevědí, kam jít?

Který současný případ táhne limity, a kde je příležitost pro blízký měřítko?

Vidíme vysokou poptávku v průmyslových případech, jako je stavebnictví, přesné zemědělství, robotika a samozřejmě i v obranných aplikacích napříč zemí, vzduchem a mořem. V sadech, dolech a off-road prostředích, kde je GPS omezený nebo přerušovaný – nebo selže úplně, řešení INS a IMU z ANELLO udržují autonomní systémy v provozu s centimetrovou přesností. V obraně, platformy, jako USV – bezpilotní povrchová vozidla nebo drony, které závisí na GPS pro navigaci, profitují z integrace ANELLO s převládajícími autopiloty nebo jinými relevantními senzory, které umožňují navigaci bez GPS po delší dobu v náročných prostředích.

Při pohledu do budoucna, extrémnější případy, jako hypersonika, 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, kterou poskytuje integrovaná křemíková fotonika. Můžeme pokračovat v integraci, snižování velikosti, snižování spotřeby energie a dodávat vysoký výkon. Když se autonomní použití roste, schopnost dodávat SiPhOG ve velkém objemu a v měřítku bude zásadní. To je klíčová výhoda toho, co jsme vyvinuli v ANELLO.

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

Když se autonomní vozidla stávají mainstreamem, bezpečnost v regionech bez GPS se stává kritickou. Inerciální navigační systémy ANELLO dodávají bezpečné provozní výkony, udržují přesnou lokalizaci, když satelitní signály klesají nebo jsou kompromitovány. V případě selhání GPS a podvodu naše řešení ANELLO SiPhOG zajišťují, že vozidlo zůstává prostorově vědomé a ví, co je reálné a co je kompromitované. To umožňuje bezpečné manévrování nebo řízenou navigaci, která je klíčová pro regulační schválení a skutečné nasazení robotaxi, autonomních nákladních vozidel a budoucích mobility systémů. Naše řešení byla navržena s ohledem na ASIL (Automotive Safety Integrity Level), abychom mohli být připraveni na nasazení, když se tyto trhy budou rozvíjet a měnit. Věříme, že ANELLO bude v jádru autonomie v budoucnu.

Jak AI senzor-fúzní motor ANELLO zlepšuje odolnost v dlouhodobých scénářích bez GPS?

Ve všech našich produktech a řešeních zpracovává a sleduje náš proprietární AI senzor-fúzní motor v reálném čase inerciální polohu a GPS polohu každých ~10ms. Díky tomu naše řešení mohou dynamicky identifikovat anomálie, jako je podvod, rušení nebo drift způsobený šokem. Systém automaticky opravuje a přepíná mezi režimy senzorů bez jakéhokoli zásahu člověka – vždy určuje, co je správné a co je nesprávné. AI senzor-fúzní motor ANELLO je testován nepřetržitě a optimalizován naším týmem v různých průmyslových a obranných aplikacích v terénu a napříč zemí, vzduchem a mořem. To umožňuje rychlejší implementaci a skutečné nasazení našich zákazníků. Výsledkem je nejen nezřetelná spolehlivost a výkon pro tyto náročné autonomní aplikace, ale také rychlejší nasazení pro naše zákazníky, aby mohli rychle řešit své problémy.

Co čeká siliconovou fotoniku v autonomii, AI a robotice v příštích 5–10 letech?

V příštím desetiletí 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, vysoceenergetických a drahých řešení k menším, vyšším objemům, kompaktním a snadno integrovaným řešením pro masový trh. Stejně jako v elektronickém průmyslu budeme pokračovat v integraci více a více funkcí na náš křemíkový fotonický čip, poskytující více funkcí a nižší náklady.

Kromě toho budeme pokračovat v integraci elektroniky s více funkcemi a menším rozsahem a jednoho dne bude vše na tiny čipu menším než váš nehet. Tento plně integrovaný tiny čip přinese stejnou úroveň výkonu na spotřebitelský trh. Zvažte to, ANELLO nebude pouze v každém autonomním vozidle, ale bude v každém chytrém hodinkách, každém smartphonu – ve všem a vším, co se pohybuje nebo poloha je důležitá. Bez ohledu na to, zda máte GPS nebo ne, již se nemusíte bát, že se ztratíte nebo nevíte, 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 naše technologie přijímají – od zemědělství po robotiku 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 skutečně činí cítit, že pomáháme společnosti. Naši inženýři pracují a komunikují přímo se našimi zákazníky. Jsme s našimi zákazníky, jsme na jejich lodích, testujeme s nimi v reálném čase, jsme vedle nich na jejich dronových platformách a analyzujeme data a upravujeme 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, jak se naši zákazníci stále více ucházejí o to, aby k nám přišli a řekli: “Hey, jsme byli informováni, že potřebujeme ANELLO”. To nakonec činí veškerou tu tvrdou práci a úsilí skutečně stojí za to. A děláme to napříč mnoha průmyslovými 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 provedeno. Uspěli jsme, ale jako inženýr v srdci jsme teprve na začátku a před námi leží mnoho zajímavých vývojů. 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. Připojte se k nám – Společně můžeme budovat budoucnost navigace.

Děkuji za skvělý rozhovor, čtenáři, kteří chtějí se dozvědět více, by měli navštívit Anello Photonics.