Tohtori Mario Paniccia, ANELLO Photonicsin toimitusjohtaja – Haastattelusarja

Tohtori Mario Paniccia on kokenut Silicon Valleyyn perustettu toimitusjohtaja, ANELLO Photonicsin perustaja ja hallituksen puheenjohtaja, jossa hän johtaa yrityksen tehtävää vallankumouksellisten navigointijärjestelmien kehittämisessä edistyneen fotoniteknologian avulla. Hän on pioneerina piisilikonifotonikassa ja inertiannotaatiossa, ja aikaisemmin hän työskenteli yli kaksi vuosikymmentä Intelissä, jossa hän eteni Intel Fellowiksi ja johti yrityksen piisilikonifotoniikkaohjelmaa, muuttaen sen globaalisti käytössä olevaksi kaupalliseksi teknologiaksi. Hänellä on väitöskirja kiinteän olomuodon fysiikasta Purduen yliopistosta, ja hän on IEEE:n, SPIE:n ja OSA:n fellow sekä Yhdysvaltain kansallisen insinööriakatemian jäsen.

Anello Photonics määrittelee uudelleen inertiannotaation SiPhOG™-optisen gyroskoopin avulla, joka on kompakti, korkean tarkin säädin, joka on valmistettu piisilikonifotonikkaa käyttäen. Perinteisten kuituoptisten gyrojen sijaan Anellon ratkaisu on täysin integroitu fotoniseen chippiin, tarjoten poikkeuksellisen tarkin ja vähennetyn koon, painon, tehon ja kustannuksen. Suunniteltu GPS-estettyihin ympäristöihin, teknologia tukee autonomista navigointia useilla aloilla, kuten robotiikassa, ilmailussa, puolustus- ja teollisuusautomaatiossa.

Mikä ohjaa intohimosi innovaatioon – erityisesti piisilikonifotonikan ja autonomian leikkauspisteessä?

Minun intohimoni johtuu elinikäisestä kiinnostuksestani siitä, miten piisilikonifotoniikka voi ratkaista kriittisiä maailmanlaajuisia ongelmia ja häiritä aloja. Kun aloimme piisilikonifotonikan Intelissä, se oli hullu idea rakentaa optisia laitteita piisikidestä. Osoittimme kaikkien vääräksi ja kehittimme ei vain piisilikonifotoniikkateknologiaa, vaan koko teollisuuden, ja tänään tämä teknologia on kaikkien maailman tietokeskuksissa. Anellossa aloimme uudelleen rohkealla idealla tuoda integroitu piisilikonifotoniikka mullistamaan navigointimarkkinaa.

SiPhOG™-optisen gyroskoopin luomisella olemme pystyneet kehittämään täysin uusia tuotteita ja ratkaisuja markkinoille, jotka tarvitsevat korkean tarkin navigointia, joka oli aiemmin esteettä korkeiden olemassa olevien ratkaisujen kustannuksen vuoksi.

Olemme määrittelemässä uudelleen, mitä on mahdollista tuomalla korkean suorituskyvyn, matalan viiveen, optisen gyroskooppisen anturin radikaalilla parannuksella koosta, painosta ja tehosta autonomiamarkkinoille. Tämä avaa täysin uusia sovelluksia ja käyttötarkoituksia kaikilla aloilla, kuten rakentamisessa, maataloudessa, kuorma-autoliikenteessä, robotiikassa, UAVs – miehittämättömissä ilmalaivoissa, USVs – miehittämättömissä pintalaivoissa, autonomisissa ajoneuvoissa ja puolustusteollisuudessa.

Mikä innoitti Anellon perustamisen, ja miten GPS-estetyt ympäristöt muovasivat teidän tiennäkymän?

Anello Photonics perustettiin vastaamaan kasvavaan aukkoon teollisuudessa: Nykyiset kuituoptiset gyroskoopit (FOG) ovat erittäin tarkkoja, mutta ne ovat suuria, kömpelöitä ja erittäin kalliita. Niinpä ne ovat vain korkean lopputuotteen sovelluksissa, kuten hävittäjälentokoneissa, sukellusveneissä, ICBM: ssä jne. Toisaalta puolestaan MEMS-pohjaiset gyrot (Micro-Electro-Mechanical Systems) ovat kaikissa kuluttajalaitteissa, kuten puhelimissa, korvakuulokkeissa, rannekelloissa jne. Nämä ovat erittäin suuravoluumisia laitteita (miljardeja yksiköitä valmistetaan joka vuosi), mutta ne kärsivät viiveestä lämpötilan, tärinän ja EMI-vaikutusten vuoksi.

Niinpä ne eivät voi olla käytössä korkean tarkin navigoinnissa. Koska autonomian tarve kasvoi viime vuosina, kasvoi keskellä oleva aukko. Näimme tämän mahdollisuuden ja sanomme: “Mitä jos voimme rakentaa kuituoptisen gyroskoopin piisilikonifotonikan avulla?” – silloin voimme tuoda korkean suorituskyvyn pienen kokoisena massamarkkinoille.

Tämä johti ANELLO SiPhOGin kehittämiseen. Sitten aloimme tutkimaan navigointiratkaisuja, joita voitiin rakentaa SiPhOG: n avulla, ja tajusimme, että voimme toimittaa kustannustehokkaita tuotteita suurella määrällä poikkeuksellisen suorituskyvyn kanssa, joka mahdollistaisi navigoinnin GPS-estetyissä ympäristöissä. Kun GPS-häirintä ja -estäminen alkoivat yleistyä, Anello oli siellä hyödyntämässä tätä, ja loimme tuotteita ja tiennäkymää, joka keskittyi toimittamaan GPS-estetyt navigointijärjestelmät, jotka toimittavat FOG-tason suorituskyvyn massamarkkinoille sekä teollisuuden että puolustussovelluksissa.

Miten ANELLO SiPhOG eroaa perinteisistä FOGeista ja MEMS-järjestelmistä?

Fyysinen toimintaperiaate FOG: ssä ja SiPhOG: ssä on samanlainen, eli perustuu Sagnac-ilmiöön. SiPhOG: n kohdalla kuitenkin otimme kaikki erilliset optiset komponentit, jotka ovat FOGeissa tänään (jakajat, yhdistäjät, vaiheen modulaattorit, anturit, polarisaatiofiltterit, kuituliitokset jne.), ja integroimme ne kaikki pienen fotonisen integroidun piisilikonichipin, jota valmistetaan samalla tavoin kuin standardit elektroniset piirit. Tämä fotoninen chip korvaa kaiken manuaalisen kokoonpanon ja säätön, on luotettavampi ja voidaan valmistaa suuressa mittakaavassa. Olemme lisäksi luoneet uuden erittäin herkkän ja matalan tehon elektronisen järjestelmän, joka ohjaa fotonista chipiä ja mittaa optisia signaaleja ja Sagnac-vaihetta ja pyörimisnopeutta.

Kaikki tämä valmistetaan ja koostetaan samojen suuravoluumisten “nosta ja laita” -kokoonpanomenetelmien avulla, joita käytetään tänään elektroniikkateollisuudessa. Kokoonpanossa SiPhOG toimittaa saman matalan viiveen gyroskooppisen suorituskyvyn kuin FOG, mutta paljon pienemmässä, kompaktimmissa, matalamman tehon ja skaalautuvassa ratkaisussa, joka on käytännössä kämmenellä. Tämä on, miksi kutsumme sitä “kuitugyroseksi chipissä”. MEMS-gyroskoopeista poiketen, jotka usein viivaavat sekunteja ja ovat alttiita lämpötilalle ja tärinälle, ANELLO SiPhOG – koska se perustuu fotoneihin – ei ole altis millekään näistä vaikutuksista. Järjestelmässä yhdistettynä se mahdollistaa kestävän, pitkäaikaisen inertiannotaation GPS-estetyissä tai väärennetyissä ympäristöissä, mikä tekee siitä ihanteellisen ratkaisun autonomiasta maalla, ilmassa ja meressä.

Mitkä riskit nousevat GPS-häirinnästä ja -väärentämisestä, ja miksi GPS-riippuvuus on kestämätön?

GPS-häirintä- ja väärentämistapaukset ovat lisääntyneet maailmanlaajuisesti, aiheuttaen suuria uhkia autonomisille alustoille, sotilasoperaatioille ja kriittisille infrastruktuureille. Esimerkiksi vuonna 2025 olemme jo nähneet 500 %: n kasvun väärentämistapauksissa maailmanlaajuisesti. Olemme myös nähneet noin 700 häirintä- ja väärentämistapausta päivässä, ja noin 1 500 lentokoneen väärentämistä päivittäin ympäri maailmaa. Järjestelmät, jotka riippuvat ainoastaan GPS: stä, ovat alttiita sijaintivirheille tai täydelliselle epäonnistumiselle kiistattavissa tai heikentyneissä ympäristöissä – ne eivät vain toimi. Olipa kyseessä sitten kaupunkikanyonit, maanalaiset tunnelet tai sotatoimet, riippuvuus ainoastaan GPS: stä on korkea riski.

Jos menetät GPS: n, et tiedä, missä olet, ja et tiedä, minne olet menossa. Tämä aiheuttaa suuria turvallisuusriskejä navigointijärjestelmille, jotka riippuvat GPS: stä. Vaikka FOG-pohjaiset järjestelmät ovat saatavilla, ne ovat usein liian kalliita ja suuria massamarkkinoille. ANELLO: n kuitenkin korkean suorituskyvyn inertiannotaatiojärjestelmät tarjoavat kestävän kerroksen resilienssin perustuvia ratkaisuja, kun GPS epäonnistuu tai on käytössä.

Miten ANELLO: n järjestelmä tarjoaa “maan totuuden” vaihtoehdon GPS-haasteellisissa ympäristöissä?

ANELLO: n inertiannotaatiojärjestelmät käyttävät yhtenäistä SiPhOG™-optista gyroskooppia, yhdistettynä CPU: han, AI-pohjaisiin anturien yhdistämiseen, kiihtyvyysantureihin ja muihin antureihin, jotka toimittavat reaaliaikaisen navigointipaikannusratkaisun. Koska SiPhOG: lla on niin korkean tarkkuus, tuotteemme eivät ole riippuvaisia mitään ulkoisia tekijöitä, ja tämä tarjoaa todellisen “maan totuuden”. Mitä me pystymme sitten tekemään, on toimittaa kestävä ja keskeytymätön, GPS-estetty navigointi, kun ja missä GPS-signaali on käytössä. Lisäksi seuramme reaaliajassa paikkaamme, vertaamme sitä GPS-paikkaan, ja jos ratkaisumme havaitsee GPS-väärentämistä tai -häirintää, se siirtyy vaivattomasti ANELLO: n dead-reckoning-navigointiin, varmistaen jatkuvan, luotettavan ja tarkan sijainnin seuraamisen.

Olemme pystyneet kehittämään ratkaisun, joka on erittäin tarkka ja kestävä, ja se on jo osoittanut olevan toimiva useissa sovelluksissa. Tämä ei ole vain autonomisille ajoneuvoille, vaan myös miehitetyille ajoneuvoille, joilla ei ole GPS: ää. Miettikää paikkoja, joissa on sota-alueita, joissa on GPS-häirintää ja -väärentämistä. Miten lääkintähenkilöstö navigoi pelastamaan ihmisiä, kun heillä ei ole GPS: ää tai tietoa, minne mennä?

Mikä nykyinen käyttötapaus ajaa rajoja, ja missä on mahdollisuus lähiajan mittakaavassa?

Näemme suurta kysyntää teollisuuden sovelluksissa, kuten rakentamisessa, tarkkaa maataloudessa, robotiikassa ja puolustussovelluksissa. Puutarhoissa, kaivoksissa ja maantieliikenteen ympäristöissä, joissa GPS on rajoitettu tai epätasainen – tai epäonnistuu kokonaan, ANELLO: n INS- ja IMU-ratkaisut pitävät autonomisia järjestelmiä toiminnassa senttimetrin tarkkuudella. Puolustuspuolella alustat, kuten USV: t – miehittämättömät pintalaivat tai droonit, jotka riippuvat GPS: stä navigoinnissa, hyötyvät ANELLO: n integraatiosta yleisistä autopiloteista tai muista merkityksellisistä antureista, jotka mahdollistavat GPS-estetyn navigoinnin pitkän aikaa haasteellisissa ympäristöissä.

Tulevaisuuden näkymissä, äärimmäiset tapaukset, kuten hypersonics, vaativat vielä tarkempaa tarkkuutta nopeuksien vuoksi, joilla ne liikkuvat – mutta haluavat edelleen matalan tehon ja pienen koon. Kun tarkastelemme tulevaisuuden sovelluksia, kuten toimitusdrooneja tai kuluttajadrooneja ja / tai wearables- ja kantolaitteita, teollisuus haluaa edelleen pienempiä kokoonpanoja ja matalampaa tehoa. Tämä on yksi etu, jonka integroitu piisilikonifotoniikka tarjoaa. Voimme jatkaa integrointia, vähentää kokoa, vähentää tehoa ja toimittaa edelleen korkean suorituskyvyn. Kun autonomian käyttötarkoitukset kasvavat, kyky toimittaa SiPhOGeja suuressa mittakaavassa ja skaalautuvasti on olennainen.

Miten inertiannotaatiojärjestelmät, kuten ANELLO: n, tukevat turvallisuutta tilanteissa, kuten Teslan robotaxi-käyttöönotossa?

Kun autonomiset ajoneuvot tulevat yleisemmiksi, turvallisuus GPS-estetyissä alueissa muodostuu kriittiseksi. ANELLO: n inertiannotaatiojärjestelmät toimittavat turvallisen toimintasuorituskyvyn, ylläpitäen tarkkaa lokalisaatiota, kun satelliittisignaaleja menetetään tai niitä häirittävä. GPS-epäonnistumisen ja väärentämisen tapahtuessa ANELLO SiPhOG -pohjaiset ratkaisumme varmistavat, että ajoneuvo säilyy tilanavigoinnissa ja tietää, mikä on todellista ja mikä on vaarallista. Tämä mahdollistaa turvallisen manööverin tai ohjatun navigoinnin, joka on avainasemassa sääntelyn hyväksymisessä ja todellisessa käyttöönotossa robotakseja, autonomisia kuorma-autoja ja tulevaisuuden liikennejärjestelmiä varten. Ratkaisumme on suunniteltu ASIL: n (Automaation turvallisuuden toteutus) mukaisesti, jotta voimme olla valmiit käyttöönottoon, kun nämä markkinat kasvavat ja kehittyvät. Uskomme, että ANELLO on tulevaisuuden autonomian ydin.

Miten ANELLO: n AI-sensoriyhdistämismoottori parantaa kestävyyttä pitkäaikaisissa GPS-estetyissä tilanteissa?

Kaikissa tuotteissamme ja ratkaisuissamme on omistaja AI-sensoriyhdistämismoottori, joka prosessoi ja seuraa reaaliajassa inertiapaikkaa ja GPS-paikkaa noin 10 ms: ssä. Koska siinä on dynaaminen havainto, ratkaisumme voi automaattisesti tunnistaa poikkeavuuksia, kuten väärentämistä, häirintää tai iskun aiheuttamaa viive-eroa. Järjestelmä korjaa itse ja vaihtaa anturien tiloja ilman ihmisen väliintuloa – aina määrittäen, mikä on oikein ja mikä on väärin. ANELLO: n AI-sensoriyhdistämismoottori on jatkuvasti testattu ja optimoitu tiimimme toimesta erilaisissa teollisuuden ja puolustussovelluksissa kenttä- ja merenkulkuympäristöissä. Tämä mahdollistaa nopeamman toteuttamisen ja todellisen käyttöönoton asiakkaidemme kanssa. Tuloksena on ei vain erinomainen luotettavuus ja suorituskyky haasteellisille autonomisille sovelluksille, vaan nopeampi käyttöönotto asiakkaidemme ongelman nopeaan ratkaisemiseen.

Mitä seuraavat 5-10 vuotta pitävät sisällään piisilikonifotonikan autonomiassa, tekoälyssä ja robotiikassa?

Seuraavan vuosikymmenen aikana integroitu piisilikonifotoniikka tulee olemaan keskeinen osa autonomian tulevaisuutta, erityisesti GPS-estetyissä tai kiistattavissa ympäristöissä. Kun kysyntä kestävien navigointijärjestelmien tarpeesta kasvaa robotiikassa, puolustusteollisuudessa, ilmailuteollisuudessa ja teollisuusautomaatioteollisuudessa, fotonisensorit, kuten ANELLO SiPhOG, johtavat siirtymistä suurista, kömpelöistä, korkean tehon ja kalliista ratkaisuista pienempiin, suurempaan volyymiin, kompaktiin ja helposti integroitavissa oleviin ratkaisuihin massamarkkinoille. Samoin kuin elektroniikkateollisuus, jatkamme fotonisen integrointia, jotta voimme toimittaa enemmän toimintoja ja vähentää kustannuksia.

Lisäksi integroidaan enemmän funktioita ja pienempiä jäljennöksiä, ja joskus kaikki tämä on pienen, pienemmän kuin sormenpään kokoisen chipin päällä. Tämä täysin integroitu pieni chip toimittaa saman tason suorituskyvyn kuluttajamarkkinoille. Miettikää tätä, ANELLO ei ole vain jokaisessa autonomisessa ajoneuvossa, vaan jokaisessa älykellossa, jokaisessa älypuhelimessa – kaikessa ja kaikkialla, missä liike tai sijainti on tärkeää. Olipa kyseessä sitten GPS tai ei, enää ei tarvitse huolehtia eksymisestä tai epätietoisuudesta siitä, missä olet, koska tiedät, että ANELLO on aina sinun kanssasi.

Mikä innoittaa sinua eniten, ja miten insinöörit tai hallitukset voivat osallistua ANELLO: hon?

Olen innoissani siitä, miten nopeasti teknologiamme on omaksuttu – maataloudesta robotiikkaan, puolustukseen. Olemme työskennelleet ahkerasti varmistaaksemme, että järjestelmämme on helppo asentaa, käyttäjäystävällinen ja toimii virheettömästi. Jotkut näistä järjestelmistä voidaan asentaa ajoneuvoon alle 15 minuutissa. Asiakastemme palautteen siitä, miten nopeasti ratkaistemme ratkaisee heidän ongelmansa, tekee meistä tunteen, että autamme yhteiskuntaa. Insinöörimme työskentelevät ja puhuvat suoraan asiakkaidemme kanssa. Olemme ulkona asiakkaidemme kanssa, olemme heidän veneillään, testaamme heidän kanssaan reaaliajassa, ja olemme heidän kanssaan analysoimassa dataa ja säätämässä algoritmejamme, jotta varmistamme, että ratkaisumme toimivat heidän alustoillaan.

Tämä mahdollistaa meille nähdä reaaliajassa, miten ratkaisumme mahdollistavat asiakkaidemme ja ratkaisevat heidän haasteensa. Näemme yhä enemmän asiakkaitamme tulevan meidän luoksemme ja sanovan: “Hei, minulle sanottiin, että minun tarvitsen ANELLO: ta.” Tämä lopulta tekee kaiken työn ja vaivan arvoiseksi. Ja teemme tätä useilla aloilla. Insinöörit rakastavat suoraa asiakasvuorovaikutusta, joka mahdollistaa tiimillemme ratkaista todellisia maailmanlaajuisia ongelmia. Otimme rohkean haasteen luoda jotain, mitä ei ollut tehty aiemmin. Olemme tehneet sen, mutta insinöörinä olen vain aloittamassa. Paljon jännittäviä kehityksiä on edessä. Jatkamme kentän navigoinnin muuttamista ja toimittamista GPS-estetyt navigointikapasiteetit maailmalle. Kutsuumme kumppaneitamme – insinöörejä, järjestelmäintegroijia, hallituksia jne. – osallistumaan meihin, hankkimaan arviokokoonpanoja, testaamaan tuotteitamme, testaamaan niitä alustoillanne, ja anna meidän auttaa sinua. Yhdessä voimme rakentaa navigoinnin tulevaisuutta.