Tohtori Mario Paniccia, ANELLO Photonicsin CEO – Haastattelusarja

Tohtori Mario Paniccia on kokenut Silicon Valley -peräinen CEO, ANELLO Photonicsin perustaja ja hallituksen puheenjohtaja, jossa hän johtaa yhtiön tehtävää vallankumouksellisten fotoniikan järjestelmien kehittämisessä navigointijärjestelmiä varten. Hän on uranuurtaja piifotonikan ja inertiannotion parissa, ja aiemmin hän työskenteli yli kaksi vuosikymmentä Intelissä, jossa hänestä tuli Intel (INTC ) Fellow ja johti yhtiön piifotoniikkaohjelmaa, muuttaen sen maailmanlaajuisesti käytössä olevaksi kaupalliseksi teknologiaksi. Hänellä on tohtorin tutkinto 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 inertiannotion SiPhOG™-optisen gyroskoopin avulla, joka on kompakti, korkean tarkin sensori, joka on valmistettu piifotoniikkaa käyttäen. Perinteisten kuituoptisten gyroskooppien sijaan Anellon ratkaisu on täysin integroitu fotoni-piirilevyllä, joka tarjoaa poikkeuksellisen tarkin ja vähennetyn koon, painon, tehon ja kustannuksen. Suunniteltu GPS-häirintäympäristöihin, teknologia tukee autonomista navigointia useilla aloilla, kuten robotiikassa, ilmailussa, puolustus- ja teollisuusautomaatiossa.

Mikä ohjaa intohimosi innovaatiota kohtaan – erityisesti piifotoniikan ja autonomian leikkauspisteen kohdalla?

Minun intohimoni johtuu elinikäisestä kiinnostuksestani siitä, miten piifotoniikka voi ratkaista kriittisiä maailmanlaajuisia ongelmia ja häiritä aloja. Kun aloimme piifotoniikan Intelissä, se oli hullu idea rakentaa optisia laitteita piistä. Osoittimme kaikki vääräksi ja kehittimme ei vain piifotoniikkateknologiaa, vaan koko teollisuuden, ja tänään tämä teknologia on kaikkien maailman tietokeskuksissa. Anellon kanssa aloimme jälleen rohkean idean tuoda integroidun piifotoniikan murskaamaan navigointimarkkinoita.

Kun luomme maailman ensimmäisen Silicon Photonics Optical Gyroscope – SiPhOG™, olemme pystyneet kehittämään täysin uusia tuotteita ja ratkaisuja markkinoille, jotka tarvitsevat korkean tarkin navigointia, joka oli aiemmin mahdotonta johtuen olemassa olevien ratkaisujen korkeista kustannuksista.

Olemme määrittelemässä uudelleen, mitä on mahdollista tuomalla korkean suorituskyvyn, matalan virran ja radikaalin parannuksen koosta, painosta ja tehosta autonomiamarkkinoille. Tämä avaa täysin uusia sovelluksia ja käyttötarkoituksia kaikilla aloilla – rakentamisesta, maataloudesta, kuorma-autoliikenteestä, robotiikasta, UAV:ista – miehittämättömistä ilmalaivoista, USV:istä – miehittämättömistä pinta-aluksista, autonomisista ajoneuvoista ja tietysti puolustusaloilla.

Mikä innoitti Anellon perustamisvisiota, ja miten GPS-häirintäympäristöt muokkasivat teidän tiennäkymän?

ANELLO Photonics perustettiin ratkaisemaan kasvavaa aukkoa teollisuudessa: Nykyiset kuituoptiset gyroskoopit (FOG) ovat erittäin tarkkoja, mutta ne ovat suuria, kömpelöitä ja erittäin kalliita. Niinpä ne ovat vain korkean päällysteisille sovelluksille, kuten hävittäjälentokoneille, sukellusveneille, ICBM:ille jne. Toisaalta MEMS-pohjaiset gyrot (Micro-Electro-Mechanical Systems) ovat kaikissa kuluttajalaitteissa, kuten puhelimissa, kuulokkeissa, rannekelloissa jne. Nämä ovat erittäin suurten määrien laitteita (miljardeja yksiköitä valmistetaan vuosittain), mutta ne kärsivät virheistä lämpötilan, tärinän ja EMI-vaikutusten vuoksi.

Näin ollen ne eivät voi olla käytössä korkean tarkin navigoinnissa. Kun autonomian tarve kasvoi viime vuosina, kasvoi myös kasvava aukko keskellä. Näimme tämän mahdollisuuden ja sanomme: “Mitä jos voimme rakentaa kuituoptisen gyroskoopin piifotoniikkaa käyttäen?” – silloin voimme tuoda korkean suorituskyvyn pienen koosta massamarkkinoille.

Tämä johti ANELLO SiPhOG:n kehittämiseen. Sitten aloimme tutkimisen navigointiratkaisuja, joita voitiin rakentaa SiPhOG:lla, ja tajusimme, että voimme toimittaa kustannustehokkaita tuotteita suuressa määrin poikkeuksellisen suorituskyvyn kanssa, mikä mahdollistaisi navigoinnin GPS-häirintäympäristöissä. Kun GPS-häirintä ja -häikäisy alkoivat yleistyä, ANELLO oli siellä hyödyntämässä tätä ja luomassa tuotteita ja tiennäkymää, joka keskittyi toimittamaan GPS-häirintäympäristöjen navigointijärjestelmiä, jotka toimittavat FOG-tason suorituskyvyn massamarkkinoille sekä teollisuuden ja puolustussovellusten aloilla.

Miten ANELLO SiPhOG eroaa perinteisistä FOG:ista ja MEMS-järjestelmistä?

Periaatteellinen fysiikka FOG:n ja SiPhOG:n toiminnasta on sama, eli perustuu Sagnac-ilmiöön. Kuitenkin SiPhOG:lle otimme kaikki erilliset optiset komponentit, jotka löytyvät FOG:ista tänään (jakajat, yhdistimet, vaiheen muuttajat, anturit, polarisaatiofiltterit, kuituliitokset jne.) ja integroimme ne kaikki pienen fotoni-integroidun piirilevyn, jota valmistetaan samalla tavoin kuin standardin mukaiset elektroniset piirit. Tämä fotoni-piirilevy korvaa kaiken manuaalisen kokoonpanon ja säätämisen, on luotettavampi ja voidaan valmistaa suuressa määrin. Olemme myös luoneet uuden erittäin herkkän ja matalan tehon elektronisen järjestelmän, joka ohjaa fotoni-piirilevyä ja mittaa optisia signaaleja ja Sagnac-vaihetta ja pyörimisnopeutta.

Kaikki tämä valmistetaan ja koostetaan samojen suurten määrien “nosta ja laita” -kokoonpanomenetelmien avulla, joita käytetään tänään elektroniikkateollisuudessa. Kun koostamme, ANELLO SiPhOG toimittaa saman matalan virran gyroskooppisen suorituskyvyn kuin FOG, mutta paljon pienemmässä, kompaktimmissa, matalan tehon ja skaalautuvassa ratkaisussa, joka on käytännössä kämmenellä. Tämä on, miksi kutsumme sitä “kuitugyroskoopiksi piirilevyllä”. Toisin kuin MEMS-gyroskoopit, jotka usein häviävät sekunneissa ja ovat alttiita lämpötilalle ja tärinälle, ANELLO SiPhOG – koska se perustuu fotoneihin – ei ole altis näille vaikutuksille. Kun yhdistetään järjestelmään, se mahdollistaa robustin, pitkäaikaisen inertiannotion GPS-häirintä- tai väärentämisympäristöissä, mikä tekee siitä ihanteellisen ratkaisun autonomiasta maalla, ilmassa ja merellä.

Mitä riskejä kasvava GPS-häikäisy ja -väärentäminen aiheuttavat, ja miksi GPS-riippuvuus on kestämätön?

GPS-häikäisy- ja -väärentämisvälikohtaukset ovat lisääntyneet maailmanlaajuisesti, aiheuttaen merkittäviä uhkia autonomisille alustoille, sotilasoperaatioille ja kriittisille infrastruktuureille. Esimerkiksi vuonna 2025 olemme jo nähneet 500 %:n kasvun väärentämisvälikohtauksissa maailmanlaajuisesti. Olemme myös nähneet noin 700 häikäisy- ja väärentämisvälikohtausta päivittäin, ja noin 1 500 lentokoneen väärentäminen päivittäin ympäri maailmaa. Järjestelmät, jotka riippuvat ainoastaan GPS:stä, ovat alttiita sijaintivirheille tai täydelliselle epäonnistumiselle kiistellyissä tai GPS-signaalin heikentyneissä ympäristöissä – ne eivät vain toimi. Olipa kyseessä sitten kaupunkikanyonit, maanalaiset tunnelit tai sotatoimialueet, riippuvuus ainoastaan GPS:stä on suuri 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 käyttääksesi massamarkkinoilla. Kuitenkin nyt, ANELLO:n korkean suorituskyvyn inertial järjestelmien ansiosta – jotka perustuvat SiPhOG:hen – voimme tarjota robustin kerroksen kestävyyttä perustuvia ratkaisuja, kun GPS epäonnistuu tai on käytössä.

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

ANELLO:n inertial navigointijärjestelmät käyttävät yhtiön ainutlaatuista SiPhOG™-optista gyroskooppia, yhdistettynä CPU:han, AI-pohjaisiin anturien yhdistämiseen, kiihtyvyysantureihin ja muihin antureihin toimittaakseen reaaliaikaisen navigointisijaintiratkaisun. Koska SiPhOG:llamme on niin korkean tarkkuus, tuotteemme eivät ole riippuvaisia mitään ulkoisia tekijöitä, ja tämä tarjoaa todellisen “maan totuuden”. Mitä me pystymme sitten tekemään, on toimittaa robusti ja keskeytymätön, GPS-häirintäympäristöjen navigointi, kun ja missä GPS-signaali on käytössä. Lisäksi seuramme reaaliajassa sijaintiamme, vertaamme sitä GPS-sijaintiin, ja jos ratkaisumme havaitsee GPS-väärentämistä tai -häikäisytä, se siirtyy vaivattomasti ANELLO:n inertial navigointiin, varmistaen jatkuvan, luotettavan ja tarkan sijaintiseurannan.

Mikä on tärkein käyttötapaus, joka puskee rajoja, ja missä on mahdollisuus lähiaikaisen mittakaavan kasvuun?

Näemme suurta kysyntää teollisuuden käyttötapauksissa, kuten rakentamisessa, tarkkaa maataloudessa, robotiikassa ja puolustussovelluksissa. Puutarhoissa, kaivoksissa ja maantieympäristöissä, joissa GPS on rajoitettu tai epätasainen – tai epäonnistuu kokonaan, ANELLO:n inertial järjestelmät ja IMU-ratkaisut pitävät autonomisia järjestelmiä toiminnassa senttimetrin tarkkuudella. Puolustusaloilla alustat, kuten USV:t – miehittämättömät pinta-alukset tai droonit, jotka riippuvat GPS:stä navigoinnissa, hyötyvät ANELLO:n integraatiosta yleisistä autopiloteista tai muista merkityksellisistä antureista, jotka sallivat GPS-häirintäympäristöjen navigoinnin pidemmän aikaa haasteisissa ympäristöissä.

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

Kun autonomiset ajoneuvot tulevat yleisiksi, turvallisuus GPS-häirintäalueilla tulee kriittiseksi. ANELLO:n inertial navigointijärjestelmät toimittavat vikavapaiden toimintasuorituskyvyn, ylläpitäen tarkkaa lokalisaatiota, kun satelliittisignaaleja menetetään tai ne ovat vaarantuneita. GPS-häikäisyn ja -väärentämisen tapahtuessa ANELLO SiPhOG -voimaiset ratkaisumme varmistavat, että ajoneuvo säilyttää tilan tietoisuuden ja tietää, mikä on todellista ja mikä on vaarantunut. Tämä mahdollistaa turvallisen manööverin tai ohjatun navigoinnin, joka on avainasemassa sääntelyn hyväksymisessä ja robotaxien, autonomisten kuorma-autojen ja tulevaisuuden liikennejärjestelmien käyttöönotossa. Ratkaisumme on suunniteltu ASIL (Automaation turvallisuuden integriteetti) mielessä, jotta voimme olla valmiit käyttöönottoon, kun nämä markkinat kasvavat ja kehittyvät. Uskomme, että ANELLO tulee olemaan autonomian ytimessä tulevaisuudessa.

Miten ANELLO:n AI-anturien yhdistäminen parantaa kestävyyttä pitkissä GPS-häirintätapauksissa?

Kaikissa tuotteissamme ja ratkaisuissamme omistajamme AI-anturien yhdistäminen prosessoi ja seuraa reaaliajassa inertial sijaintia ja GPS-sijaintia noin joka 10 ms. Tämän ansiosta ratkaisumme voivat dynaamisesti tunnistaa poikkeavuuksia, kuten väärentämistä, häikäisytä tai iskun aiheuttamaa virhettä. Järjestelmä korjaa itse ja vaihtaa anturitilojen välillä ilman ihmisen väliintuloa – aina määrittäen, mikä on oikein ja mikä on väärin. ANELLO AI-anturien yhdistäminen on jatkuvasti testattu ja optimoitu tiimimme toimesta erilaisissa teollisuuden ja puolustussovelluksissa kenttä- ja merenalaisissa sovelluksissa. Tämä mahdollistaa nopeamman käyttöönoton ja todellisen käyttöönoton asiakkaidemme ratkaisemiseksi. Tuloksena on ei vain erinomainen luotettavuus ja suorituskyky näille haasteellisille autonomisille sovelluksille, vaan myös nopeampi käyttöönotto asiakkaidemme nopeuttamiseksi ongelmien ratkaisemisessa.

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

Seuraavan vuosikymmenen aikana integroidut siliconifotoniikka tulevat olemaan perustana autonomian tulevaisuudelle, erityisesti GPS-häirintä- tai kiistanalaisissa ympäristöissä. Kun kysyntä kestävien navigointijärjestelmien jälkeen kasvaa robotiikassa, puolustus-, ilmailu- ja teollisuusaloilla, fotoniikkasensorit, kuten ANELLO SiPhOG, johtavat siirtymistä suurista, kömpelöistä, suuritehoisista ja kalliista ratkaisuista pienempiin, suurempaan määrään, kompaktimpiin ja helpommin integroitaviin ratkaisuihin massamarkkinoille. Samoin kuin elektroniikkateollisuus, jatkamme integroimalla yhä enemmän toimintoja piifotoniikkapiirimme, tarjoten enemmän toimintoja ja alhaisempaa kustannusta.

Lisäksi jatkamme integroimalla elektroniikkaa enemmän toimintoja ja pienemmässä jäljessä, ja joskus kaikki tämä on pienen piirilevyn kokoisessa, joka on pienempi kuin sormenpääsi. Tämä täysin integroitu pikkuruinen piirilevy tuo saman tason suorituskyvyn kuluttajamarkkinoille. Ajattele tätä, ANELLO ei ole vain jokaisessa autonomisessa ajoneuvossa, vaan jokaisessa älykellossa, jokaisessa älypuhelimessa – kaikessa, mitä liikkuu tai missä sijainti on tärkeää. Olipa kyseessä sitten GPS tai ei, enää ei ole huolta siitä, että eksyt tai et tiedä, missä olet, koska tiedät, että ANELLO on aina mukanasi.

Mikä innoittaa sinua eniten, ja miten insinöörit tai hallitukset voivat olla yhteydessä ANELLO:on?

Olen innoissani siitä, miten nopeasti teknologiamme on omaksuttu – maataloudesta robotiikkaan, puolustukseen. Olemme työskennelleet ahkerasti varmistaaksemme, että järjestelmämme ovat helppoja asentaa, käyttäjäystävällisiä ja toimivat virheettömästi. Jotkut näistä järjestelmistä voidaan asentaa ajoneuvoon alle 15 minuutissa. Asiakastemme palautteen siitä, miten nopeasti ratkaistamme heidän ongelmiaan, tekee meistä tunteen, että autamme yhteiskuntaa. Insinöörimme työskentelevät ja puhuvat suoraan asiakkaidemme kanssa. Olemme asiakkaidemme kanssa, olemme heidän veneillään, testaamme heidän kanssaan reaaliajassa, lennämme heidän droonien kanssa ja olemme heidän rinnallaan analysoimassa dataa ja säätämässä algoritmejamme, jotta varmistamme, että ratkaisumme toimivat heidän alustoillaan.

Tämä mahdollistaa meille nähdä reaaliajassa, miten ratkaisumme voimaavat asiakkaitamme ja ratkaisevat heidän haasteitaan. Näemme yhä useammin asiakkaitamme tulevan meille ja sanovan: “Hei, minulle sanottiin, että tarvitsen ANELLO:n”. Tämä lopulta tekee kaiken työn ja vaivan arvoiseksi. Ja teemme tätä useilla aloilla. Insinöörit rakastavat suoraa asiakasyhteyskäytäntöä, joka mahdollistaa tiimillemme ratkaista todellisia maailmanlaajuisia ongelmia. Otimme rohkean haasteen luoda jotain, mitä ei ollut tehty aiemmin. Olemme tehneet sen, mutta insinöörien sydämillä olemme vasta alussa, ja paljon jännittäviä kehityksiä odottaa edessä. Jatkamme muuttamassa navigoinnin alaa ja toimittamassa ratkaisuja, jotka tarjoavat GPS-häirintäympäristöjen navigointiominaisuudet maailmalle. Kutsuumme kumppaneitamme – insinöörejä, järjestelmäintegroijia, hallituksia jne. – yhteistyöhön, hankkimaan arviokokemuksia, testaamaan tuotteitamme, testaamaan niitä alustoillanne ja antamaan meidän auttamisen. Yhdistäkää kanssamme – Yhdessä voimme rakentaa navigoinnin tulevaisuutta. Kiitos haastattelusta, lukijat, jotka haluavat oppia enemmän, voivat vierailla Anello Photonics -sivustolla.