Dr Mario Paniccia, PDG d'ANELLO Photonics – Série d'entretiens

Dr Mario Paniccia est un PDG chevronné basé dans la Silicon Valley, cofondateur et président d'Anello Photonics, où il mène la mission de l'entreprise : révolutionner les systèmes de navigation grâce à une technologie photonique avancée. Pionnier de la photonique sur silicium et de la navigation inertielle, il a auparavant passé plus de vingt ans chez Intel, où il a été nommé Intel Fellow et a dirigé le programme de photonique sur silicium de l'entreprise, le transformant en une technologie commerciale déployée à l'échelle mondiale. Titulaire d'un doctorat en physique du solide de l'université Purdue, il est membre de l'IEEE, de la SPIE et de l'OSA, ainsi que de l'Académie nationale d'ingénierie des États-Unis.

Anello Photonique Anello redéfinit la navigation inertielle grâce à son gyroscope optique SiPhOG™, un capteur compact de haute précision basé sur la photonique silicium. Contrairement aux gyroscopes à fibre optique traditionnels, la solution d'Anello est entièrement intégrée sur une puce photonique, offrant une précision exceptionnelle pour un encombrement, un poids, une consommation et un coût réduits. Conçue pour les environnements sans GPS, cette technologie prend en charge la navigation autonome dans des secteurs tels que la robotique, l'aérospatiale, la défense et l'automatisation industrielle.

Qu’est-ce qui motive votre passion pour l’innovation, en particulier à l’intersection de la photonique sur silicium et de l’autonomie ?

Ma motivation vient d'une fascination de toujours pour la façon dont la photonique sur silicium peut résoudre des problèmes concrets critiques et révolutionner les industries. Lorsque nous avons lancé la photonique sur silicium chez Intel, l'idée de fabriquer des dispositifs optiques à partir de silicium était folle. Nous avons prouvé que tout le monde avait tort et développé non seulement la technologie de la photonique sur silicium, mais toute une industrie. Aujourd'hui, cette technologie est présente dans tous les centres de données du monde. Chez ANELLO, nous avons recommencé avec l'idée audacieuse d'introduire la photonique sur silicium intégrée pour révolutionner le marché de la navigation.

Avec la création du premier gyroscope optique photonique au silicium au monde – SiPhOG™, nous avons pu développer des produits et des solutions entièrement nouveaux pour les marchés qui nécessitent une navigation de haute précision qui était auparavant inaccessible en raison du coût élevé des solutions existantes.

Nous redéfinissons le champ des possibles en proposant des capteurs gyroscopiques optiques hautes performances, précis et à faible dérive, offrant des améliorations radicales en termes de taille, de poids et de puissance au marché autonome. Cela ouvre la voie à des applications et des cas d'utilisation entièrement nouveaux dans tous les secteurs : construction, agriculture, transport routier, robotique, drones, véhicules de surface sans pilote, véhicules autonomes et, bien sûr, dans le secteur de la défense.

Qu'est-ce qui a inspiré la vision fondatrice d'ANELLO et comment les environnements sans GPS ont-ils façonné votre feuille de route ?

ANELLO Photonics a été fondée pour répondre à un besoin croissant du secteur : les gyroscopes à fibre optique (FOG) actuels sont très précis, mais volumineux, encombrants et très coûteux. Ils sont donc réservés aux applications haut de gamme comme les avions de chasse, les sous-marins, les missiles balistiques intercontinentaux (ICBM), etc. À l'opposé, on trouve les gyroscopes MEMS (systèmes microélectromécaniques) que l'on retrouve dans tous les appareils grand public comme les téléphones, les écouteurs intra-auriculaires, les montres, etc. Ces appareils sont fabriqués en très grande série (des milliards d'unités sont produites chaque année), mais ils subissent des dérives dues à la température, aux vibrations et aux interférences électromagnétiques.

Ils ne peuvent donc pas être utilisés pour la navigation de haute précision. Avec l'augmentation du besoin d'autonomie ces dernières années, un fossé s'est creusé entre les deux. Nous avons saisi cette opportunité et nous sommes dit : « Et si nous pouvions construire un gyroscope à fibre optique utilisant la photonique sur silicium ? » – nous pourrions ainsi offrir des performances élevées dans un format compact au grand public.

Cela a conduit au développement de l'ANELLO SiPhOG. Nous avons ensuite étudié des solutions de navigation compatibles avec le SiPhOG et avons réalisé que nous pouvions proposer des produits économiques, fabriqués en grande série et offrant des performances exceptionnelles, permettant la navigation dans des environnements sans GPS. Face à la multiplication des brouillages et des blocages GPS, ANELLO a su tirer parti de cette situation et a créé des produits et une feuille de route axés sur la fourniture de systèmes de navigation sans GPS offrant des performances de niveau FOG au grand public, tant pour les applications industrielles que militaires.

En quoi l'ANELLO SiPhOG diffère-t-il des FOG et des systèmes MEMS traditionnels ?

Les principes physiques de fonctionnement d'un FOG et du SiPhOG sont similaires, car ils reposent sur l'effet Sagnac. Cependant, pour le SiPhOG, nous avons repris tous les composants optiques discrets présents dans les FOG actuels (séparateurs, coupleurs, modulateurs de phase, détecteurs, filtres de polarisation, épissures de fibres, etc.) et les avons intégrés sur une minuscule puce photonique intégrée en silicium, produite comme un circuit électronique intégré standard. Cette puce photonique remplace l'assemblage et l'alignement manuels, est plus fiable et peut être produite à grande échelle. Nous avons également créé un nouveau système électronique extrêmement sensible et basse consommation qui contrôle la puce photonique et mesure les signaux optiques, la phase Sagnac et la vitesse de rotation.

Tout cela est produit et assemblé selon les mêmes techniques d'assemblage « pick and place » à grande échelle que celles utilisées aujourd'hui dans l'industrie électronique. Une fois assemblé, notre SiPhOG offre les mêmes performances de gyroscope à faible dérive qu'un FOG, mais dans une solution beaucoup plus petite, compacte, moins gourmande en énergie et évolutive, qui tient pratiquement dans la paume de la main. C'est pourquoi nous l'appelons « gyroscope à fibre sur puce ». Contrairement aux gyroscopes MEMS, qui dérivent souvent en quelques secondes et sont sensibles à la température et aux vibrations, l'ANELLO SiPhOG, basé sur les photons, n'est sensible à aucun de ces effets. Combinés au sein d'un système, ils permettent une navigation inertielle robuste et durable dans des environnements sans GPS ou falsifiés, ce qui en fait une solution idéale pour les applications autonomes sur terre, dans les airs et en mer.

Quels sont les risques liés à l'augmentation du brouillage et de l'usurpation d'identité GPS, et pourquoi le GPS est-il‑la dépendance est-elle insoutenable ?

Les incidents de brouillage et d'usurpation de GPS ont explosé à l'échelle mondiale, représentant des menaces majeures pour les plateformes autonomes, les opérations militaires et les infrastructures critiques. Par exemple, en 2025, nous avons déjà constaté une augmentation de 500 % des incidents d'usurpation à l'échelle mondiale. Nous avons également constaté environ 700 incidents de brouillage et d'usurpation par jour, et environ 1,500 XNUMX vols sont usurpés quotidiennement à travers le monde. Les systèmes qui dépendent uniquement du GPS sont vulnérables aux erreurs de positionnement, voire aux pannes totales, dans des environnements contestés ou où le signal GPS est dégradé ; ils ne fonctionnent tout simplement pas. Que ce soit dans des canyons urbains, des tunnels souterrains ou des zones de guerre, se fier uniquement au GPS présente un risque élevé.

En cas de perte du GPS, vous ne savez plus où vous êtes et où vous allez. Cela pose des problèmes de sécurité majeurs pour les systèmes de navigation qui dépendent du GPS. Si les systèmes FOG sont disponibles, ils sont souvent trop coûteux et trop volumineux pour être déployés sur le marché grand public. Cependant, grâce aux systèmes inertiels hautes performances d'ANELLO, basés sur SiPhOG, nous pouvons désormais fournir une couche robuste de solutions de navigation résilientes, utilisables en cas de panne ou d'indisponibilité du GPS.

Comment le système d'ANELLO offre-t-il une alternative de « vérité terrain » dans les environnements où le GPS est difficile ?

Les systèmes de navigation inertielle d'ANELLO utilisent notre gyroscope optique unique SiPhOG™, associé à un processeur, des algorithmes de fusion de capteurs basés sur l'IA, des accéléromètres et d'autres capteurs pour offrir une solution de positionnement en temps réel. Grâce à la haute précision de notre SiPhOG, nos produits ne dépendent d'aucun élément extérieur, ce qui garantit une véritable « vérité terrain ». Nous sommes ainsi en mesure de fournir une navigation fiable et ininterrompue, même sans signal GPS, même en cas d'indisponibilité. De plus, nous surveillons notre position en temps réel, la comparons à celle du GPS et, si notre solution détecte une usurpation ou un brouillage GPS, elle bascule automatiquement vers la navigation à l'estime d'ANELLO, garantissant ainsi un suivi de position continu, fiable et précis.

En substance, la technologie gyroscopique optique ANELLO fournit à tout système en mouvement une solution fiable et transparente de vérité terrain, même lorsque les signaux satellites sont compromis. Cela ne concerne pas uniquement les véhicules autonomes, mais aussi les véhicules habités dépourvus de GPS. Pensez aux zones de conflit, à l'intérieur et autour de celles-ci, où le brouillage et l'usurpation d'identité GPS sont monnaie courante. Comment les intervenants médicaux s'orientent-ils pour secourir les personnes sans GPS ou sans savoir où aller ?

Quel cas d'utilisation actuel repousse les limites et où se situe l'opportunité de quasi-échelle à terme ?

Nous constatons une forte demande dans des domaines d'utilisation industriels tels que la construction, l'agriculture de précision, la robotique et, bien sûr, les applications de défense terrestres, aériennes et maritimes. Dans les vergers, les mines et les environnements tout-terrain où le GPS est limité, intermittent ou totalement défaillant, les solutions INS et IMU d'ANELLO assurent le fonctionnement des systèmes autonomes avec une précision centimétrique. Dans le domaine de la défense, des plateformes comme les véhicules de surface sans pilote (USV) ou les drones qui utilisent le GPS pour leur navigation bénéficient de l'intégration d'ANELLO avec les pilotes automatiques courants ou d'autres capteurs pertinents, ce qui permet une navigation sans GPS pendant de longues périodes dans des environnements difficiles.

À l'avenir, des cas plus extrêmes, comme l'hypersonique, exigeront encore plus de précision en raison de leurs vitesses de déplacement, tout en exigeant une faible consommation et un encombrement réduit. L'industrie recherchera des drones autonomes pour des applications futures telles que les drones de livraison ou les drones grand public, et/ou les objets connectés et portables, et exigera des formats encore plus compacts et une consommation d'énergie réduite. C'est l'un des avantages de la photonique silicium intégrée. Nous pouvons continuer à intégrer, réduire la taille et la consommation tout en offrant des performances élevées. Face à la croissance des cas d'utilisation autonomes, la capacité à fournir des SiPhOG en volume et à grande échelle sera cruciale. C'est un avantage clé de ce que nous avons développé chez ANELLO.

Comment les systèmes inertiels comme celui d'ANELLO soutiennent-ils la sécurité dans des contextes tels que le déploiement du robotaxi de Tesla ?

Avec la généralisation des véhicules autonomes, la sécurité dans les zones sans GPS devient cruciale. Les systèmes de navigation inertielle d'ANELLO offrent des performances opérationnelles à sécurité intégrée, maintenant une localisation précise en cas de perte ou de compromission des signaux satellites. En cas de panne ou de falsification du GPS, nos solutions ANELLO SiPhOG garantissent que le véhicule conserve sa perception spatiale et sache distinguer le réel du compromis. Cela permet des manœuvres sûres ou une navigation contrôlée, essentielles à l'approbation réglementaire et au déploiement en conditions réelles des robotaxis, des camions autonomes et des systèmes de mobilité de nouvelle génération. Nos solutions ont été conçues dans une optique ASIL (Automotive Safety Integrity Level) afin d'être prêtes à être déployées à mesure que ces marchés se développent et évoluent. Nous sommes convaincus qu'ANELLO sera au cœur de l'autonomie de demain.

Comment le moteur de fusion de capteurs IA d'ANELLO améliore-t-il la résilience dans les scénarios de longue durée sans GPS ?

Dans tous nos produits et solutions, notre moteur de fusion de capteurs IA propriétaire traite et suit en temps réel la position inertielle et la position GPS toutes les environ 10 ms. Grâce à cela, nos solutions peuvent identifier dynamiquement les anomalies telles que les spoofings, les brouillages ou les différences de dérive dues aux chocs. Le système corrige automatiquement et bascule entre les modes de capteur sans intervention humaine, identifiant ainsi systématiquement les valeurs correctes et incorrectes. Le moteur de fusion de capteurs IA ANELLO est testé et optimisé en permanence par nos équipes dans diverses applications industrielles et de défense, sur le terrain, sur terre, dans les airs et en mer. Cela permet une mise en œuvre plus rapide et des déploiements concrets pour nos clients. Il en résulte non seulement une fiabilité et des performances inégalées pour ces applications autonomes complexes, mais aussi un déploiement plus rapide pour nos clients, leur permettant de résoudre rapidement leurs problèmes.

Que réservent les 5 à 10 prochaines années à la photonique sur silicium dans les domaines de l’autonomie, de l’IA et de la robotique ?

Au cours de la prochaine décennie, la photonique silicium intégrée deviendra fondamentale pour l'avenir de l'autonomie, notamment dans les environnements sans GPS ou contestés. Face à la demande croissante de systèmes de navigation résilients dans les secteurs de la robotique, de la défense, de l'aérospatiale et de l'industrie, les capteurs photoniques comme l'ANELLO SiPhOG marqueront la transition des solutions volumineuses, encombrantes, puissantes et coûteuses vers des solutions plus petites, plus volumineuses, compactes et faciles à intégrer, destinées au grand public. À l'instar de l'industrie électronique, nous continuerons d'intégrer toujours plus de fonctions à nos puces photoniques silicium, offrant ainsi davantage de fonctionnalités à moindre coût.

De plus, nous continuerons d'intégrer l'électronique avec davantage de fonctionnalités et un encombrement réduit, et un jour, tout cela sera intégré à une minuscule puce, plus petite qu'un ongle. Cette puce entièrement intégrée offrira le même niveau de performance au grand public. Imaginez : ANELLO ne sera pas seulement présent dans tous les véhicules autonomes, mais aussi dans toutes les montres connectées, tous les smartphones ; tout ce qui bouge ou dont la position est importante. Que vous ayez un GPS ou non, ne craignez plus de vous perdre ou de ne plus savoir où vous êtes, car vous savez qu'ANELLO est toujours avec vous.

Qu’est-ce qui vous passionne le plus et comment les ingénieurs ou les gouvernements peuvent-ils s’engager avec ANELLO ?

Je suis ravi de la rapidité avec laquelle notre technologie est adoptée, de l'agriculture à la robotique en passant par la défense. Nous avons travaillé dur pour garantir que nos systèmes soient faciles à installer, conviviaux et fonctionnent parfaitement. Certains de ces systèmes peuvent être installés sur un véhicule en moins de 15 minutes. Les retours de nos clients sur la rapidité avec laquelle nous résolvons leurs problèmes nous donnent le sentiment d'aider la société. Nos ingénieurs travaillent et échangent directement avec eux. Nous sommes présents sur le terrain, sur leurs bateaux, pour tester en temps réel avec eux, sur leurs plateformes de drones et, à leurs côtés, analysons les données et peaufinons nos algorithmes pour garantir la compatibilité de nos solutions avec leurs plateformes.

Cela nous permet de voir en temps réel comment nos solutions permettent à nos clients de s'épanouir et de relever leurs défis. De plus en plus de clients nous contactent en nous disant : « On m'a dit qu'il nous fallait ANELLO ! » Au final, tous ces efforts et ce travail acharné en valent la peine. Et nous le faisons dans de nombreux secteurs. Les ingénieurs apprécient cette interaction directe avec les clients, qui permet à nos équipes de résoudre des problèmes concrets. Nous avons relevé un défi audacieux : créer quelque chose d'inédit. Nous y sommes parvenus, mais en tant qu'ingénieurs dans l'âme, nous n'en sommes qu'au début et de nombreux développements prometteurs nous attendent. Nous continuerons à révolutionner le domaine de la navigation et à proposer des solutions offrant au monde entier des fonctionnalités de navigation sans GPS. Nous invitons nos partenaires (ingénieurs, intégrateurs de systèmes, agences gouvernementales, etc.) à collaborer avec nous, à obtenir nos kits d'évaluation, à tester nos produits, à les tester sur vos plateformes et à nous laisser vous accompagner. Contactez-nous ! Ensemble, nous pouvons construire l'avenir de la navigation.

Merci pour cette excellente interview, les lecteurs qui souhaitent en savoir plus devraient visiter Anello Photonique.