Dr. Mario Paniccia, administrerende direktør for ANELLO Photonics – Intervieuserie

Dr. Mario Paniccia er en erfaren Silicon Valley-baseret administrerende direktør, medstifter og formand for Anello Photonics, hvor han leder virksomhedens mission om at revolutionere navigationssystemer med avanceret fotonteknologi. En pioner inden for siliciumfotonik og inertialnavigation, tilbragte han tidligere mere end to årtier hos Intel (INTC ), hvor han avancerede til Intel Fellow og ledede virksomhedens siliciumfotonikprogram, som han omdannede til en globalt udviklet kommerciel teknologi. Han har en ph.d. i faststof-fysik fra Purdue University og er medlem af IEEE, SPIE og OSA, samt medlem af den amerikanske National Academy of Engineering.

Anello Photonics gendefinerer inertialnavigation gennem sin SiPhOG™ optiske gyroskop, en kompakt, højpræcis sensor bygget med siliciumfotonik. I modsætning til traditionelle fiber-optiske gyroskoper er Anellos løsning fuldt integreret på en fotonisk chip, hvilket tilbyder enestående nøjagtighed med reduceret størrelse, vægt, effekt og omkostninger. Designet til GPS-forhindrede miljøer understøtter teknologien autonom navigation på tværs af sektorer som f.eks. robotteknik, luft- og rumfart, forsvar og industriautomatisering.

Hvad driver din passion for innovation – især ved skæringen mellem siliciumfotonik og autonomi?

Min drive stammer fra en livslang fascination af, hvordan siliciumfotonik kan løse kritiske virkelighedsproblemer og forstyrre brancher. Da vi startede siliciumfotonik hos Intel, var det en vanvittig idé at bygge optiske enheder af silicium. Vi beviste, at alle var forkerte, og udviklede ikke blot siliciumfotonik-teknologi, men også en hel branche, og i dag er denne teknologi i alle verdens datacentre. Hos ANELLO startede vi igen med den dristige idé at bringe integreret siliciumfotonik til at forstyrre navigationmarkedet.

Med skabelsen af verdens første Silicon Photonics Optical Gyroscope – SiPhOG™ har vi kunnet udvikle helt nye produkter og løsninger til markeder, der har brug for højpræcis navigation, som tidligere var utilgængelige på grund af de høje omkostninger ved eksisterende løsninger.

Vi gendefinerer, hvad der er muligt ved at bringe højpræcis, lavdrift, optiske gyrosensorer med radikal forbedring af størrelse, vægt og effekt til det autonome marked. Dette åbner op for helt nye anvendelser og brugstilfælde på tværs af alle brancher – fra bygge- og landbrugssektoren, lastbiler, robotteknik, UAV’er – ubemandede luftfartøjer, USV’er – ubemandede overfladefartøjer, autonome køretøjer og naturligvis på forsvarsområdet.

Hvad inspirerede grundlæggelsesvisionen bag ANELLO, og hvordan har GPS-forhindrede miljøer formet jeres vejviser?

ANELLO Photonics blev grundlagt for at imødekomme en voksende åbning i branchen: I dag er fiberoptiske gyroskoper (FOG’er) meget nøjagtige, men de er store, klodsede og meget dyre. Derfor bruges de kun til meget højtstående anvendelser som f.eks. jagerfly, ubåde, ICBM’er osv. På den anden side af spektret har vi MEMS-baserede gyroskoper (Micro-Electro-Mechanical Systems), der er i alle forbrugerenheder som f.eks. telefoner, ørepropper, ure osv. Disse er meget højvolumsenheder (milliarder af enheder produceres årligt), men de lider under drift på grund af temperatur, vibration og EMI-effekter.

Som sådan kan de ikke bruges til højpræcis navigation. Da behovet for autonomi voksede over de sidste par år, var der en voksende åbning i midten. Vi så denne mulighed og sagde: “Hvad nu, hvis vi kunne bygge en fiberoptisk gyroskop ved hjælp af siliciumfotonik?” – så kan vi bringe højpræstationskapacitet i en lille formfaktor til massemarkedet.

Dette ledte til udviklingen af ANELLO SiPhOG. Vi startede derefter med at se på navigationsløsninger, der kunne bygges med SiPhOG, og vi indså, at vi kunne levere kosteffektive produkter i stor stil med enestående ydelse, der ville enable navigation i GPS-forhindrede miljøer. Da GPS-jamming og -forhindring begyndte at blive mere udbredt, var ANELLO der for at kapitalisere på dette og skabte produkter og en vejviser, der fokuserer på at levere GPS-forhindret navigationsystemer, der bringer FOG-niveau-ydelse til massemarkedet på både industri- og forsvarsområdet.

Hvordan adskiller ANELLO’s SiPhOG sig fra traditionelle FOG’er og MEMS-systemer?

De principielle fysikalske operationer af en FOG og SiPhOG er begge lignende, dvs. baseret på Sagnac-effekten. Men for SiPhOG tog vi alle de separate optiske komponenter, der findes i FOG’er i dag (splitters, koplingsenheder, fase-modulatorer, detektorer, polarisationsfilter, fiberoptiske sammenføjninger osv.), og integrerede dem alle på en lille fotonisk siliciumchip, der produceres ligesom standardintegrede elektroniske kredsløb. Denne fotoniske chip erstatter alle manuelle samlinger og justeringer, er mere pålidelig og kan produceres i stor stil. Vi har desuden skabt et nyt, ekstremt følsomt og lavt effekt-elektronisk system, der kontrollerer den fotoniske chip og måler de optiske signaler og Sagnac-fasen og rotationshastigheden.

Alt dette produceres og samles ved hjælp af de samme højvolumen-“pick and place”-samleteknikker, der bruges i elektronikindustrien i dag. Når vores SiPhOG er samlet, leverer den samme lavdrift-gyroskop-ydelse som en FOG, men i en meget mindre, kompakt, lavere effekt og skalerbar løsning, der næsten kan være i håndfladen. Dette er hvorfor vi kalder det “fiber-gyroskop på en chip”. I modsætning til MEMS-gyroskoper, der ofte drifter inden for sekunder og er følsomme over for temperatur og vibration, er ANELLO’s SiPhOG – da den er baseret på fotoner – ikke følsom over for nogen af disse effekter. Når kombineret i et system, muliggør dette robust, langsigtede inertialnavigation i GPS-forhindrede eller forfalskede miljøer, hvilket gør det til en ideel løsning for autonomi på land, i luften og til søs.

Hvad er risikoen ved stigende GPS-jamming og -forfalskning, og hvorfor er GPS-afhængighed ikke bæredygtig?

GPS-jamming- og -forfalskningsincidenser er steget globalt og udgør en stor trussel mod autonome platforme, militære operationer og kritisk infrastruktur. For eksempel har vi i 2025 allerede set en 500% stigning i antallet af forfalskningsincidenser globalt. Vi har også set omkring 700 jamming- og forfalskningsbegivenheder pr. dag, og omkring 1.500 fly bliver forfalsket dagligt på tværs af kloden. Systemer, der afhænger udelukkende af GPS, er sårbare over for positioneringsfejl eller direkte fejl i kontroversielle eller GPS-signalsvækkede miljøer – de virker simpelthen ikke. Uanset om det er i bykanaler, underjordiske tunneler eller krigszoner, er afhængighed af GPS alene en høj risiko.

Hvis man mister GPS, ved man ikke, hvor man er, og derefter ved man ikke, hvor man er på vej til. Dette udgør store sikkerhedsproblemer for navigationsystemer, der afhænger af GPS. Selvom FOG-baserede systemer bestemt er tilgængelige, er de ofte for dyre og store til at kunne udvikles til massemarkedet. Men nu, med højpræstations-inertielle systemer fra ANELLO – baseret på SiPhOG – kan vi levere en robust lag af resilient navigationsløsninger til operation, når GPS fejler eller er utilgængeligt.

Hvordan tilbyder ANELLO’s system en “ground truth”-alternativ i GPS-udfordrede miljøer?

ANELLO’s inertielle navigationsystemer bruger vores unikke SiPhOG™ optiske gyroskop, kombineret med en CPU, AI-baserede sensor-fusion-algoritmer, accelerometre og andre sensorer til at levere en realtidsnavigation-positionsløsning. Da vores SiPhOG har så høj præcision, er vores produkter ikke afhængige af noget eksternt, og dette giver en reel “ground truth”. Hvad vi kan gøre herefter, er at levere robust og uafbrudt GPS-forhindret navigation, når og hvor GPS-signalet er utilgængeligt. Derudover overvåger vi i realtid vores position, sammenligner den med GPS-positionen, og hvis vores løsning detekterer GPS-forfalskning eller -jamming, vil den uden menneskelig indgriben automatisk skifte til ANELLO’s dødt-rekning-navigation, hvilket sikrer kontinuerlig, pålidelig og nøjagtig positionssporing.

I virkeligheden giver ANELLO’s optiske gyroskopteknologi enhver mobilenhed en pålidelig “ground truth”-løsning på en sikker og pålidelig måde – når som helst satellitsignalerne er kompromitteret. Dette er ikke kun til autonome køretøjer, men også til bemandede køretøjer, der ikke har GPS. Tænk på steder i og omkring krigshærgede konfliktområder, hvor GPS-forfalskning og -jamming forekommer. Hvordan kan medicinske hjælpere navigere for at redde mennesker, når de ikke har GPS eller ved, hvor de skal gå?

Hvilken nuværende brugssag presser grænserne, og hvor ligger muligheden for nærmere skala?

Vi ser høj efterspørgsel i industrielle brugssager som f.eks. bygge- og landbrugssektoren, robotteknik og naturligvis på forsvarsområdet. I frugtbarer, miner og off-road-miljøer, hvor GPS er begrænset eller intermittent – eller fejler helt, holder ANELLO’s INS- og IMU-løsninger autonome systemer i gang med centimeter-nøjagtighed. I forsvar gavner platforme som f.eks. USV’er – ubemandede overfladefartøjer eller droner, der afhænger af GPS til navigation, af ANELLO’s integration med almindelige autopiloter eller andre relevante sensorer, som tillader GPS-forhindret navigation i længere perioder i udfordrende miljøer.

Når vi ser fremad, er der mere ekstreme tilfælde som f.eks. hypersonics, der kræver endnu højere præcision på grund af de hastigheder, de flyver med – men de ønsker stadig lav effekt og lille størrelse. Da vi ser på autonome droner til fremtidige anvendelser som f.eks. leveringsdroner eller forbrugerdroner og/eller bærbare enheder, vil industrien ønske endnu mindre formfaktorer og lavere effekt. Dette er en af fordelene ved integreret siliciumfotonik. Vi kan fortsætte med at integrere, reducere størrelse, reducere effekt og alligevel levere høj ydelse. Da autonome brugssager vokser, er det afgørende at kunne levere SiPhOG’er i stor stil og i skala. Dette er en af de vigtigste fordele ved, hvad vi har udviklet hos ANELLO.

Hvordan understøtter inertielle systemer som ANELLO’s sikkerheden i sammenhænge som f.eks. Teslas robot-taxi-udrulning?

Da autonome køretøjer bliver mainstream, bliver sikkerhed i GPS-forhindrede områder kritisk. ANELLO’s inertielle navigationsystemer leverer fejlsikre operationelle ydelser, der opretholder præcis lokalisation, når satellitsignalerne forsvinder eller er kompromitteret. I tilfælde af GPS-fejl og -forfalskning sikrer ANELLO’s SiPhOG-drevne løsninger, at køretøjet forbliver rumligt bevidst og ved, hvad der er virkeligt og hvad der er kompromitteret. Dette muliggør sikker manøvrering eller kontrolleret navigation, som er afgørende for regulativ godkendelse og virkelighedsudrulning af robotaxi, autonome lastbiler og næste generations mobilitetssystemer. Vores løsninger er designede med ASIL (Automotive Safety Integrity Level) i mente, så vi kan være klar til at udvikle, når disse markeder vokser og udvikler sig. Vi mener, at ANELLO vil være centrum for autonomi i fremtiden.

Hvordan forbedrer ANELLO’s AI-sensor-fusionsmotor resilience i lange GPS-forhindrede scenarier?

I alle vores produkter og løsninger behandler vores proprietære AI-sensor-fusionsmotor i realtid den inertielle position og GPS-position hver ~10 ms. Fordi vores løsninger kan dynamisk identificere anomalier som f.eks. forfalskning, jamming eller chok-induceret driftforskel, kan systemet automatisk korrigere og skifte mellem sensor-modi uden menneskelig indgriben – altid bestemmende, hvad der er korrekt og hvad der er forkert. ANELLO’s AI-sensor-fusionsmotor testes løbende og optimeres af vores team i forskellige industri- og forsvarsapplikationer på feltet og på tværs af land, luft og hav. Dette muliggør hurtigere implementering og virkelige brugssag-udrulninger for vores kunder. Resultatet er ikke kun usammenlignelig pålidelighed og ydelse til disse udfordrende autonome anvendelser, men også hurtigere udvikling for vores kunder til at løse deres problemer hurtigt.

Hvad gemmer de næste 5-10 år for siliciumfotonik i autonomi, AI og robotteknik?

Over de næste ti år vil integreret siliciumfotonik blive grundlæggende for fremtiden for autonomi, især i GPS-forhindrede eller kontroversielle miljøer. Da efterspørgslen efter resiliente navigationsystemer vokser på tværs af robotteknik, forsvar, luft- og rumfart og industrielle sektorer, vil fotonik-sensorer som ANELLO’s SiPhOG føre skiftet fra store, klodsede, høj-effekt- og høj-omkostningsløsninger til mindre, højere volumen, kompakte og let-integrerbare løsninger til massemarkedet. Ligesom i elektronikindustrien vil vi fortsætte med at integrere flere og flere funktioner på vores siliciumfotonik-chip, hvilket giver mere funktionalitet og lavere omkostninger.

Derudover vil vi fortsætte med at integrere elektronikken med flere funktioner og mindre fodaftryk, og en dag vil alt dette være på en lille chip, der er mindre end din fingernegl. Denne fuldt integrerede lille chip vil bringe samme niveau af ydelse til forbrugermarkedet. Tænk på det, ANELLO vil ikke kun være i hvert autonomt køretøj, men også i hver smartur, hver smartphone – i alt og hvad der bevæger sig eller har en position, der er vigtig. Uanset om du har GPS eller ej, behøver du ikke længere at bekymre dig om at blive tabt eller ikke vide, hvor du er, fordi du ved, at ANELLO er med dig hele tiden.

Hvad begejstrer dig mest, og hvordan kan ingeniører eller regeringer samarbejde med ANELLO?

Jeg er begejstret over, hvor hurtigt vores teknologi bliver antaget – fra landbrug til robotteknik til forsvar. Vi har arbejdet hårdt for at sikre, at vores systemer er lette at installere, brugervenlige og fungerer fejlfrit. Nogle af disse systemer kan være retrofitted i et køretøj på under 15 minutter. Kunde-tilbagemeldinger om, hvor hurtigt vi løser deres problemer, gør os til at føle, at vi hjælper samfundet. Vores ingeniører arbejder og taler direkte med vores kunder. Vi er ude hos vores kunder, vi er ude på deres både, tester i realtid med dem, vi flyver på deres drone-platforme og er side om side med dem under analyse af data og finjustering af vores algoritmer for at sikre, at vores løsninger fungerer på deres platforme.

Dette giver os mulighed for at se i realtid, hvordan vores løsninger giver vores kunder mulighed for at tackle deres udfordringer. Vi ser mere og mere af vores kunder, der kommer til os og siger: “Hej, jeg blev fortalt, at jeg har brug for ANELLO”. Dette gør alt det hårde arbejde og den store indsats værd. Og vi gør dette på tværs af multiple brancher. Ingeniører elsker denne direkte kundeinteraktion, der giver vores teams mulighed for at løse virkelige problemer. Vi påtog os en dristig udfordring at skabe noget, der aldrig var set før. Vi har gjort det, men som ingeniør i hjertet er vi kun lige begyndt, og der ligger mange spændende udviklinger foran os. Vi vil fortsætte med at ændre feltet for navigation og levere løsninger, der giver GPS-forhindret navigationskapacitet til verden. Vi inviterer vores partnere – ingeniører, systemintegratorer, regeringsagenturer osv. – til at samarbejde med os, få vores evalueringssæt, teste vores produkter, teste på jeres platforme og lad os hjælpe jer.  Forbind os – Sammen kan vi bygge fremtiden for navigation sammen.

Tak for det gode interview, læsere, der ønsker at lære mere, skal besøge Anello Photonics.