Dr. Mario Paniccia, CEO von ANELLO Photonics – Interview-Serie

Dr. Mario Paniccia ist ein erfahrener CEO mit Sitz im Silicon Valley, Mitbegründer und Vorsitzender von Anello Photonics, wo er die Mission des Unternehmens leitet, Navigationssysteme mit fortschrittlicher photonischer Technologie zu revolutionieren. Als Pionier auf dem Gebiet der Silicon-Photonik und der Trägheitsnavigation verbrachte er über zwei Jahrzehnte bei Intel (INTC ), wo er zum Intel Fellow aufstieg und das Silicon-Photonik-Programm des Unternehmens leitete, das er in eine global eingesetzte kommerzielle Technologie umwandelte. Er hält einen Ph.D. in Festkörperphysik von der Purdue University und ist Fellow der IEEE, SPIE und OSA sowie Mitglied der US-amerikanischen Nationalen Akademie der Ingenieurwissenschaften.

Anello Photonics definiert die Trägheitsnavigation mit seinem SiPhOG™-Optischen Gyroskop neu, einem kompakten, hochpräzisen Sensor, der mit Silizium-Photonik gebaut wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen faseroptischen Gyroskopen ist Anellos Lösung vollständig auf einem photonischen Chip integriert, der außergewöhnliche Genauigkeit bei reduzierter Größe, Gewicht, Leistung und Kosten bietet. Für GPS-gestörte Umgebungen konzipiert, unterstützt die Technologie autonome Navigation in Branchen wie Robotik, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und industrielle Automation.

Was treibt Ihre Leidenschaft für Innovation an – insbesondere an der Schnittstelle zwischen Silizium-Photonik und Autonomie?

Meine Motivation kommt aus einer lebenslangen Faszination für die Fähigkeit der Silizium-Photonik, kritische reale Probleme zu lösen und Branchen zu revolutionieren. Als wir bei Intel mit der Silizium-Photonik begannen, war es eine verrückte Idee, optische Geräte aus Silizium zu bauen. Wir haben allen widersprochen und nicht nur die Silizium-Photonik-Technologie entwickelt, sondern auch eine ganze Branche. Heute ist diese Technologie in allen Rechenzentren der Welt zu finden. Bei ANELLO haben wir wieder von vorne begonnen, mit der kühnen Idee, integrierte Silizium-Photonik zu nutzen, um den Navigationssmarkt zu revolutionieren.

Mit der Schaffung des weltweit ersten Silizium-Photonik-Optischen Gyroskops – SiPhOG™ – konnten wir völlig neue Produkte und Lösungen für Märkte entwickeln, die hochpräzise Navigation benötigen, die zuvor aufgrund der hohen Kosten bestehender Lösungen unzugänglich war.

Wir definieren, was mit der Einführung hochpräziser Präzision, geringer Drift, optischer Gyrosensoren mit radikaler Verbesserung in Größe, Gewicht und Leistung für den autonomen Markt neu möglich ist. Dies öffnet völlig neue Anwendungen und Einsatzfälle in allen Branchen – von Bauwesen, Landwirtschaft, LKW-Verkehr, Robotik, unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs), unbemannten Oberflächenfahrzeugen (USVs), autonomen Fahrzeugen und natürlich in der Verteidigungsindustrie.

Was inspirierte die Gründungsvision hinter ANELLO, und wie prägten GPS-gestörte Umgebungen Ihre Roadmap?

ANELLO Photonics wurde gegründet, um eine wachsende Lücke in der Branche zu schließen: Heutige faseroptische Gyroskope (FOGs) sind sehr genau, aber groß, sperrig und sehr teuer. Daher werden sie nur für sehr hochwertige Anwendungen wie Kampfjets, U-Boote, ICBMs usw. eingesetzt. Am anderen Ende des Spektrums haben wir MEMS-basierte Gyros (Micro-Electro-Mechanical Systems), die in allen Consumer-Geräten wie Smartphones, Ohrhörern, Uhren usw. verwendet werden. Diese sind sehr hochvolumige Geräte (jährlich werden Milliarden Einheiten hergestellt), aber sie leiden unter Drift aufgrund von Temperatur, Vibration und EMI-Effekten.

Als die Notwendigkeit von Autonomie in den letzten Jahren wuchs, entstand eine wachsende Lücke in der Mitte. Wir sahen diese Gelegenheit und sagten: “Was, wenn wir ein faseroptisches Gyroskop mit Silizium-Photonik bauen könnten?” – dann könnten wir hochleistungsfähige Fähigkeiten in einem kleinen Formfaktor auf den Massenmarkt bringen.

Dies führte zur Entwicklung des ANELLO SiPhOG. Wir begannen dann, Navigationssysteme zu untersuchen, die mit dem SiPhOG gebaut werden könnten, und erkannten, dass wir kostengünstige Produkte in großer Stückzahl mit außergewöhnlicher Leistung liefern könnten, die die Navigation in GPS-gestörten Umgebungen ermöglichen. Als GPS-Störungen und -Verweigerungen häufiger wurden, war ANELLO dort, um davon zu profitieren, und wir schufen Produkte und eine Roadmap, die auf die Lieferung von GPS-gestörter Navigation ausgerichtet waren, die FOG-ähnliche Leistung auf den Massenmarkt bringt, sowohl in industriellen als auch in Verteidigungsanwendungen.

Wie unterscheidet sich das ANELLO SiPhOG von herkömmlichen FOGs und MEMS-Systemen?

Die physikalischen Grundlagen des FOG und des SiPhOG sind ähnlich, d. h. sie basieren auf dem Sagnac-Effekt. Allerdings haben wir bei dem SiPhOG alle diskreten optischen Komponenten, die in FOGs heute zu finden sind (Splittler, Koppler, Phasenmodulatoren, Detektoren, Polarisationsfilter, Faser-Splices usw.), auf einem winzigen photonischen Silizium-Chip integriert, der wie Standard-Integrierte Schaltungen produziert wird. Dieser photonische Chip ersetzt alle manuelle Montage und Ausrichtung, ist zuverlässiger und kann in großen Mengen produziert werden. Wir haben außerdem ein neuartiges, extrem empfindliches und leistungsarmes Elektroniksystem entwickelt, das den photonischen Chip steuert und die optischen Signale und den Sagnac-Phasen- und Drehwinkel misst.

Alle diese Komponenten werden mit den gleichen Hochvolumen-“Pick-and-Place”-Montagetechniken produziert und montiert, die heute in der Elektronikindustrie verwendet werden. Wenn unser SiPhOG montiert ist, liefert es die gleiche niedrige Drift-Gyro-Leistung wie ein FOG, aber in einem viel kleineren, kompakten, leistungsarmen und skalierbaren Lösung, das im Grunde in die Handfläche passt. Deshalb nennen wir es “Faser-Gyro auf einem Chip”. Im Gegensatz zu MEMS-Gyroskopen, die oft innerhalb von Sekunden driftet und anfällig für Temperatur und Vibration sind, ist das ANELLO SiPhOG – da es auf Photonen basiert – nicht anfällig für diese Effekte. Wenn es in einem System kombiniert wird, ermöglicht es robuste, langfristige Trägheitsnavigation in GPS-gestörten oder manipulierten Umgebungen, was es zu einer idealen Lösung für Autonomie auf Land, in der Luft und auf See macht.

Welche Risiken bergen steigende GPS-Störungen und -Manipulationen, und warum ist die Abhängigkeit von GPS nicht nachhaltig?

GPS-Störungen und -Manipulationen haben weltweit zugenommen und stellen eine große Bedrohung für autonome Plattformen, militärische Operationen und kritische Infrastrukturen dar. Zum Beispiel haben wir im Jahr 2025 bereits eine 500-prozentige Zunahme von Manipulationsvorfällen weltweit gesehen. Wir haben auch etwa 700 Störungen und Manipulationen pro Tag gesehen, und etwa 1.500 Flüge werden täglich auf der ganzen Welt manipuliert. Systeme, die ausschließlich auf GPS angewiesen sind, sind anfällig für Positionsfehler oder sogar Ausfälle in umkämpften oder GPS-Signal-degradierten Umgebungen – sie funktionieren einfach nicht. Ob in städtischen Canyons, unterirdischen Tunneln oder Kriegsgebieten, die alleinige Abhängigkeit von GPS ist ein hohes Risiko.

Wenn Sie GPS verlieren, wissen Sie nicht, wo Sie sind, und dann wissen Sie nicht, wohin Sie gehen. Dies stellt erhebliche Sicherheitsprobleme für Navigationssysteme dar, die von GPS abhängig sind. Während FOG-basierte Systeme zwar verfügbar sind, sind sie oft zu teuer und zu groß, um auf dem Massenmarkt eingesetzt zu werden. Mit hochleistungsfähigen Trägheitsystemen von ANELLO – basierend auf SiPhOG – können wir jedoch eine robuste Schicht resilienter Navigationssysteme bieten, die bei Ausfall oder Unverfügbarkeit von GPS einsetzbar sind.

Wie bietet das ANELLO-System eine “Ground-Truth”-Alternative in GPS-herausfordernden Umgebungen?

Die Trägheitsnavigationssysteme von ANELLO verwenden unser einzigartiges SiPhOG™-Optisches Gyroskop, kombiniert mit einem CPU, AI-basierten Sensor-Fusions-Algorithmen, Beschleunigungssensoren und anderen Sensoren, um eine Echtzeit-Navigation-Positionslösung zu liefern. Da unser SiPhOG eine so hohe Präzision aufweist, sind unsere Produkte nicht von externen Faktoren abhängig, und dies bietet eine reale “Ground-Truth”. Was wir dann tun können, ist robuste und ununterbrochene GPS-gestörte Navigation liefern, wenn und wo das GPS-Signal nicht verfügbar ist. Darüber hinaus überwachen wir in Echtzeit unsere Position, vergleichen sie mit der GPS-Position und wenn unsere Lösung GPS-Manipulation oder -Störung erkennt, wechselt sie nahtlos zu der ANELLO-Dead-Reckoning-Navigation, um kontinuierliche, zuverlässige und genaue Positionsverfolgung zu gewährleisten.

Im Wesentlichen bietet die ANELLO-Optik-Gyro-Technologie jedem beweglichen System eine vertrauenswürdige Ground-Truth-Lösung, die zuverlässig und nahtlos ist – wann immer Satellitensignale kompromittiert sind. Dies ist nicht nur für autonome Fahrzeuge, sondern auch für bemannte Fahrzeuge, die kein GPS haben, gedacht. Denken Sie an Orte in und um Kriegsgebiete, in denen GPS-Störungen und -Manipulationen auftreten. Wie navigieren medizinische Helfer, um Menschen zu retten, wenn sie kein GPS oder keine Ahnung haben, wohin sie gehen sollen?

Welcher aktuelle Anwendungsfall treibt die Grenzen voran, und wo liegt die Gelegenheit für eine nahezu skalierbare Lösung?

Wir sehen eine hohe Nachfrage in industriellen Anwendungsfällen wie Bauwesen, Präzisionslandwirtschaft, Robotik und natürlich in Verteidigungsanwendungen auf Land, in der Luft und auf See. In Obstgärten, Minen und abgelegenen Umgebungen, in denen GPS begrenzt oder intermittierend ist oder vollständig ausfällt, halten die INS- und IMU-Lösungen von ANELLO autonome Systeme mit zentimetergenauer Genauigkeit in Betrieb. In der Verteidigung profitieren Plattformen wie USVs – Unbemannte Oberflächenfahrzeuge oder Drohnen, die auf GPS für die Navigation angewiesen sind, von der Integration von ANELLO mit weit verbreiteten Autopiloten oder anderen relevanten Sensoren, die eine GPS-gestörte Navigation für längere Zeiträume in anspruchsvollen Umgebungen ermöglichen.

Im Blick auf die Zukunft werden extreme Fälle wie Hyperschallanwendungen noch präzisere Lösungen aufgrund der Geschwindigkeiten, mit denen sie reisen, benötigen, aber dennoch eine geringe Leistung und kleine Größe. Wenn wir auf autonome Drohnen für zukünftige Anwendungen wie Lieferdrohnen oder Consumer-Drohnen sowie auf tragbare Geräte und manuell transportable Geräte schauen, wird die Branche noch kleinere Formfaktoren und geringere Leistung verlangen. Dies ist ein Vorteil, den die integrierte Silizium-Photonik bietet. Wir können weiter integrieren, die Größe reduzieren, die Leistung reduzieren und dennoch eine hohe Leistung liefern. Wenn Autonomie-Anwendungsfälle wachsen, wird es entscheidend sein, SiPhOGs in großen Mengen und im großen Maßstab liefern zu können. Dies ist ein wichtiger Vorteil, den wir bei ANELLO entwickelt haben.

Wie unterstützen Trägheitssysteme wie das von ANELLO die Sicherheit in Kontexten wie Teslas Robotaxi-Einsatz?

Wenn autonome Fahrzeuge zum Mainstream werden, wird die Sicherheit in GPS-gestörten Regionen kritisch. Die Trägheitsnavigationssysteme von ANELLO liefern fail-sichere Betriebsleistung und halten präzise Lokalisierung aufrecht, wenn Satellitensignale ausfallen oder kompromittiert werden. Im Falle eines GPS-Ausfalls und einer Manipulation stellt die ANELLO-SiPhOG-getriebene Lösung sicher, dass das Fahrzeug räumlich bewusst bleibt und weiß, was real und was kompromittiert ist. Dies ermöglicht sichere Manöver oder kontrollierte Navigation, die für die regulatorische Genehmigung und den Einsatz von Robotaxis, autonomen LKWs und Next-Gen-Mobilitätssystemen entscheidend ist. Unsere Lösungen wurden mit ASIL (Automotive Safety Integrity Level) im Blick entwickelt, sodass wir bereit sind, auf diesen Märkten zu wachsen und zu evolvieren. Wir glauben, dass ANELLO in der Zukunft im Kern der Autonomie stehen wird.

Wie verbessert der ANELLO-AI-Sensor-Fusions-Motor die Widerstandsfähigkeit in langen GPS-gestörten Szenarien?

In allen unseren Produkten und Lösungen verarbeitet und verfolgt unser proprietäres AI-Sensor-Fusions-Modell in Echtzeit die Trägheitsposition und die GPS-Position alle ~10 ms. Da unser SiPhOG eine so hohe Präzision aufweist, können unsere Lösungen dynamisch Anomalien wie Manipulation, Störung oder schockinduzierte Drift-Unterschiede erkennen. Das System korrigiert und wechselt automatisch zwischen Sensor-Modi ohne menschliche Eingriffe – immer bestimmt, was korrekt und was inkorrekt ist. Der ANELLO-AI-Sensor-Fusions-Motor wird kontinuierlich von unserem Team in verschiedenen industriellen und Verteidigungsanwendungen im Feld und auf Land, in der Luft und auf See getestet und optimiert. Dies ermöglicht eine schnellere Implementierung und reale Einsatzfälle für unsere Kunden. Das Ergebnis ist nicht nur unübertroffene Zuverlässigkeit und Leistung für diese anspruchsvollen autonomen Anwendungen, sondern auch eine schnellere Bereitstellung für unsere Kunden, um ihre Probleme schnell zu lösen.

Was hält die nächsten 5-10 Jahre für die Silizium-Photonik in Autonomie, KI und Robotik bereit?

Im Laufe des nächsten Jahrzehnts wird die integrierte Silizium-Photonik zur Grundlage für die Zukunft der Autonomie werden, insbesondere in GPS-gestörten oder umkämpften Umgebungen. Wenn die Nachfrage nach widerstandsfähigen Navigationssystemen in Branchen wie Robotik, Verteidigung, Luft- und Raumfahrt und industrieller Automation wächst, werden photonische Sensoren wie das ANELLO-SiPhOG den Übergang von großen, sperrigen, leistungsstarken und teuren Lösungen zu kleineren, höheren Volumen, kompakten und leicht integrierbaren Lösungen für den Massenmarkt führen. Genau wie in der Elektronikindustrie werden wir weiterhin mehr und mehr Funktionen auf unseren Silizium-Photonik-Chip integrieren, um mehr Funktionalität und geringere Kosten zu bieten.

Wir werden auch die Elektronik mit mehr Funktionen und kleinerem Fußabdruck integrieren und irgendwann wird all dies auf einem winzigen Chip kleiner als Ihr Fingernagel untergebracht. Dieser vollständig integrierte winzige Chip wird das gleiche Leistungsniveau auf den Consumer-Markt bringen. Denken Sie daran, ANELLO wird nicht nur in jedem autonomen Fahrzeug sein, sondern auch in jeder intelligenten Uhr, jedem Smartphone – in allem und jedem, was sich bewegt oder dessen Position wichtig ist. Ob Sie GPS haben oder nicht, keine Sorge mehr, verloren zu gehen oder nicht zu wissen, wo Sie sind, denn Sie wissen, dass ANELLO immer bei Ihnen ist.

Was begeistert Sie am meisten, und wie können Ingenieure oder Regierungen mit ANELLO in Kontakt treten?

Ich bin begeistert, wie schnell unsere Technologie angenommen wird – von der Landwirtschaft bis zur Robotik bis zur Verteidigung. Wir haben hart daran gearbeitet, um sicherzustellen, dass unsere Systeme einfach zu installieren sind, benutzerfreundlich sind und reibungslos funktionieren. Einige dieser Systeme können in weniger als 15 Minuten in einem Fahrzeug nachgerüstet werden. Das Feedback unserer Kunden darüber, wie schnell wir ihre Probleme lösen, lässt uns wirklich spüren, dass wir der Gesellschaft helfen. Unsere Ingenieure arbeiten und sprechen direkt mit unseren Kunden. Wir sind bei unseren Kunden, wir sind auf ihren Booten, testen in Echtzeit mit ihnen, wir fliegen auf ihren Drohnen-Plattformen und sind Seite an Seite mit ihnen, analysieren die Daten und justieren unsere Algorithmen, um sicherzustellen, dass unsere Lösungen auf ihren Plattformen funktionieren.

Dies ermöglicht es uns, in Echtzeit zu sehen, wie unsere Lösungen unsere Kunden befähigen und ihre Herausforderungen angehen. Wir sehen immer mehr Kunden, die zu uns kommen und sagen: “Hey, ich wurde informiert, dass ich ANELLO benötige”. Am Ende macht all die harte Arbeit und der Aufwand Sinn. Und wir tun dies in mehreren Branchen. Ingenieure lieben diese direkte Kundeninteraktion, die es unseren Teams ermöglicht, reale Probleme zu lösen. Wir haben eine kühne Herausforderung angenommen, etwas zu schaffen, das noch nie zuvor gemacht wurde. Wir haben es geschafft, aber als Ingenieur von Herzen sind wir gerade erst am Anfang, und viele aufregende Entwicklungen liegen vor uns. Wir werden weiterhin das Feld der Navigation verändern und Lösungen liefern, die GPS-gestörte Navigationssysteme der Welt bieten. Wir laden unsere Partner – Ingenieure, Systemintegratoren, Regierungsbehörden usw. – ein, mit uns zusammenzuarbeiten, unsere Evaluierungskits zu erhalten, unsere Produkte zu testen, auf ihren Plattformen zu testen und uns zu lassen, um Ihnen zu helfen.  Kontaktieren Sie uns – Zusammen können wir die Zukunft der Navigation aufbauen.

Vielen Dank für das großartige Interview, Leser, die mehr erfahren möchten, sollten Anello Photonics besuchen.