Satoshi Shiraga, Co-Fondatore e Amministratore Delegato di Cellid – Serie di Interviste

Satoshi Shiraga è il Co-Fondatore e Amministratore Delegato di Cellid, dove guida la visione e la strategia dell’azienda nel sviluppo di tecnologie all’avanguardia. Ha condotto ricerche sulla fisica delle particelle al CERN, a Fermilab negli Stati Uniti e all’INFN in Italia prima di fondare l’azienda. Ha un Master in Fisica presso la Scuola di Specializzazione dell’Università di Waseda, dove si è specializzato in fisica delle particelle.

Cellid è un’azienda giapponese che sviluppa tecnologie di realtà aumentata avanzate, tra cui moduli di display a guida d’onda ultra-leggeri e motori di riconoscimento spaziale per occhiali intelligenti di prossima generazione. Utilizzando metodi di progettazione e produzione ottica proprietari, Cellid crea componenti sottili come lenti per occhiali e collabora con produttori globali per accelerare l’adozione di hardware AR.

Cosa ti ha ispirato a passare dalla ricerca sulla fisica delle particelle al CERN e a Fermilab alla fondazione di Cellid nel 2016?

Dopo la laurea, mi sono unito all’Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare (CERN), dove ho condotto ricerche sulla fisica delle particelle che richiedevano un’enorme potenza di calcolo. Allo stesso tempo, ho esplorato gli sviluppi all’avanguardia nell’informatica. Ciò che ha suscitato questo interesse è stata l’idea di applicare le tecnologie informatiche emergenti – come le reti neurali e gli strumenti di simulazione – a problemi del mondo reale.

La fondazione di Cellid nel 2016 mi ha dato l’opportunità di sviluppare tecnologie, che sono diventate la base del nostro lavoro. Riconoscendo che gli occhiali AR sono il dispositivo ottimale per massimizzare il potenziale dei servizi di riconoscimento spaziale, li abbiamo identificati come una delle nostre aree di business principali. Abbiamo iniziato a studiare gli occhiali AR come hardware ottimale per fornire servizi di riconoscimento spaziale. Durante la nostra ricerca, abbiamo parlato con ingegneri e scoperto che il hardware utilizzato per il display degli occhiali AR era un collo di bottiglia. Osservando l’evoluzione dei dispositivi informatici, abbiamo concluso che gli occhiali AR indossabili sarebbero diventati la prossima generazione di smartphone. In questo mercato emergente per nuovi dispositivi, ci proponiamo di sfruttare le nostre tecnologie informatiche all’avanguardia per guidare l’innovazione.

Come ha influenzato il tuo background nel lavoro con calcoli paralleli su scala petabyte il tuo approccio alla progettazione del display AR e alla simulazione ottica in Cellid?

Il mio background nella ricerca sulla fisica delle particelle al CERN ha comportato il lavoro con sistemi di calcolo parallelo per simulare e visualizzare fenomeni fisici complessi. Questa esperienza ha direttamente plasmato il nostro approccio alla progettazione del display AR e alla simulazione ottica in Cellid.

Le nostre guide d’onda sono create formando un elemento ottico diffrattivo (DOE) su un substrato utilizzando la tecnologia di nanoimpronta. Dei tre elementi – progettazione, materiali e produzione – siamo responsabili della progettazione. Sfruttando la mia esperienza con il calcolo ad alte prestazioni, abbiamo sviluppato un motore di simulazione basato su AI proprietario che automatizza il processo di progettazione. Non solo simula la composizione del materiale del DOE e del substrato, ma prevede e ottimizza anche la precisione della formazione del film e dell’elaborazione. Cellid guida o collabora con partner nello sviluppo di materiali, tecnologie di produzione e processi. (La maggior parte della produzione si basa sull’esperienza di Cellid).

Questo flusso di lavoro basato sulla simulazione ci consente di esplorare rapidamente e efficientemente enormi spazi di progettazione, simili alle simulazioni parallelizzate che ho condotto nella fisica delle particelle. Una volta che abbiamo finalizzato la progettazione, collaboriamo con partner materiali e di produzione per portarla in produzione.

L’AI svolge un ruolo duplice in Cellid – esperienza utente sul dispositivo e progettazione ottica guidata da AI / produzione – come sfrutti l’AI per migliorare l’esperienza utente e come la utilizzi nella produzione e nella progettazione?

Cellid sfrutta al massimo l’AI per entrambi gli aspetti. Per migliorare l’esperienza utente, utilizziamo l’AI per abilitare il riconoscimento spaziale, la presentazione di informazioni in tempo reale e l’operabilità intuitiva.

Nella progettazione e nella produzione, applichiamo l’AI alla simulazione della progettazione ottica e all’ottimizzazione del processo, e per supportare la stabilità della qualità su larga scala – aiutandoci a progettare e produrre su larga scala guide d’onda e ottiche sottili, leggere e efficienti in termini di potenza per dispositivi di tipo occhiali.

Questi due utilizzi dell’AI non sono direttamente collegati, ma entrambi sono essenziali per l’adozione di massa: la progettazione guidata da AI rende gli occhiali AR indossabili; l’esperienza utente alimentata da AI li rende utili..

Quali sono alcuni esempi concreti di casi d’uso AR senza soluzione di continuità resi possibili dal SDK di Cellid?

Ci concentriamo su casi d’uso concreti e quotidiani in cui gli occhiali AR possono aggiungere valore reale:

Progetto King Salmon – Supporto al lavoro remoto nella costruzione e nell’amministrazione della città: nel Progetto King Salmon di Tokyo, Cellid ha collaborato con il quartiere di Shibuya per testare gli occhiali AR per il controllo di qualità remoto nella costruzione e negli ambienti di governo locale. I lavoratori sul campo indossavano gli occhiali AR leggeri di Cellid (utilizzando il Design di Riferimento). L’utilizzo del Design di Riferimento ha migliorato le operazioni sul cantiere costruzione abilitando la supervisione remota, la comunicazione in tempo reale e l’ispezione dei materiali precisa. Per la supervisione, i manager e gli specialisti potevano monitorare i progressi, fornire istruzioni e consultare i metodi di costruzione senza essere sul posto. Gli occhiali hanno anche visualizzato i dettagli dell’ordine, consentendo un confronto diretto con gli articoli consegnati per rilevare rapidamente le discordanze. L’efficienza sul posto è stata migliorata attraverso una comunicazione senza soluzione di continuità tra il personale e gli esperti remoti, garantendo un feedback e una guida immediati.

Convenienza Pilota – Esperienza di shopping intelligente: in collaborazione con un noto negozio di convenienza in Giappone e il Gruppo SMBC, Cellid ha condotto un test in un negozio di convenienza reale per dimostrare l’esperienza di shopping utilizzando gli occhiali AR. Oltre 300 partecipanti hanno aderito al test, che ha presentato il riconoscimento automatico dei prodotti, raccomandazioni personalizzate in base agli articoli aggiunti al carrello (inclusa la visualizzazione di coupon di sconto e indicazioni per la posizione dei prodotti), e il pagamento attraverso gli occhiali AR.

Progetto Medico AR CREST – Validazione degli occhiali AR per uso medico: utilizzando gli occhiali AR in ambienti clinici, questo progetto conduce esperimenti dimostrativi in siti clinici per valutare metodi di visualizzazione che presentano informazioni vitali ai clinici durante le procedure e ingrandiscono le immagini delle aree di trattamento. I risultati di questi test informano il software di applicazione e i metodi di interfaccia per flussi di lavoro medici pratici. Il lavoro fa parte del programma giapponese pluriennale JST CREST (“Realizzazione di occhiali AR medici utilizzando tecnologia dei metamateriali”, FY2024-2029; sovvenzione JPMJCR24R1), un consorzio con l’Istituto di Scienza di Tokyo, Cellid e Mitsui Chemicals che abbraccia lo sviluppo di materiali, la progettazione ottica, l’istituzione del processo di produzione e la verifica clinica.

Cellid contribuisce con la sua esperienza nella simulazione ottica, nella progettazione delle guide d’onda e nello sviluppo del software per creare occhiali AR ultra-leggeri adatti agli ambienti clinici. Il progetto include la convalida clinica con chirurghi per valutare metodi di visualizzazione che supportano – ma non ostacolano – le procedure mediche. I test del prototipo informeranno sia la progettazione ottica che l’usabilità dell’interfaccia in base al feedback chirurgico reale.

Questi esempi dimostrano come il hardware e il SDK di Cellid forniscono un valore pratico e immediato – migliorando l’efficienza, la presa di decisioni e l’esperienza utente sia nel retail che negli ambienti di lavoro.

Come si confrontano le vostre guide d’onda in plastica con gli alternativi in vetro tradizionali in termini di peso, potenza e comfort?

In Cellid, sviluppiamo sia guide d’onda in plastica che in vetro per affrontare diversi casi d’uso AR. Le nostre guide d’onda in plastica sono significativamente più leggere del vetro, circa 5 grammi per unità monocolare rispetto a circa 8,2 grammi per il vetro. Questo peso ridotto contribuisce alla vestibilità e al comfort generale per l’uso quotidiano.

Nei test pilota, le nostre guide d’onda in plastica – con un campo visivo di 30° – hanno ricevuto un feedback positivo dagli utenti. A questo livello di campo visivo, le prestazioni ottiche tra plastica e vetro sono comparabili.

La durabilità è un altro vantaggio della plastica. Le guide d’onda in plastica di Cellid hanno superato sia i test di impatto statunitensi che quelli giapponesi per gli occhiali senza crepe. Al contrario, il vetro richiede generalmente un rinforzo aggiuntivo per soddisfare gli standard di sicurezza simili. Ciò è evidente dal fatto che le lenti per occhiali normali sono fatte di plastica.

Mentre la plastica è adatta per molti casi d’uso quotidiani in cui dispositivi AR compatti e leggeri sono essenziali, il vetro offre ancora vantaggi in alcuni scenari in ambienti industriali in cui si priorizza una maggiore chiarezza ottica. Offrendo entrambe le piattaforme di materiali, Cellid può affrontare ulteriormente l’adozione di occhiali AR per soddisfare diversi utilizzi.

Quali sono stati i maggiori sfidi ingegneristici o di scienza dei materiali nell’integrare questi componenti in un fattore di forma indossabile?

La sfida principale è stata la miniaturizzazione e l’inserimento in un fattore di forma di occhiali senza compromettere le prestazioni. Abbiamo dovuto ripensare come gli elementi ottici come guide d’onda e proiettori potessero essere compattati senza degradare le prestazioni. I materiali dovevano essere sottili ma resistenti, efficienti dal punto di vista ottico ma prodotti su larga scala. Inoltre, lo sviluppo di materiali specializzati per la guida d’onda e un processo di produzione proprietario ha potuto presentare sfide. Affrontare tutti questi fattori ha richiesto una stretta integrazione tra simulazione e produzione.

Ci puoi guidare attraverso il funzionamento della tua piattaforma di simulazione e come riduce il tempo di iterazione e i costi di produzione?

In Cellid, la simulazione svolge un ruolo critico nell’accelerare lo sviluppo e ridurre il costo di portare l’hardware AR sul mercato. Utilizziamo strumenti proprietari per valutare componenti ottici complessi – come guide d’onda, elementi ottici diffrattivi, resine e rivestimenti – prima che vengano creati prototipi fisici. Simulando come questi materiali si comportano in condizioni diverse, possiamo ottimizzare per chiarezza, campo visivo ed efficienza all’inizio del processo di progettazione. Ciò aiuta a minimizzare la dipendenza dalla fabbricazione basata su trial-and-error, ridurre i cicli di iterazione e abbassare i costi di produzione.

Quali funzionalità offre il SDK di Cellid agli sviluppatori e cosa c’è nel roadmap?

Cellid fornisce SDK per l’importazione di immagini riconosciute dalla fotocamera, la visualizzazione di immagini AR in spazi specificati, la visualizzazione dei dati dell’app del telefono cellulare e l’operazione dell’hardware implementato negli occhiali AR, come microfoni e altoparlanti. Inoltre, il SDK di Cellid per il design di riferimento include un’API per l’AI generativa, che consente il suo utilizzo in una vasta gamma di casi d’uso. Ad esempio, chiedendo attraverso il design di riferimento come utilizzare un dispositivo davanti a te, il dispositivo può essere riconosciuto automaticamente e le istruzioni per l’uso e la gestione possono essere visualizzate. Inoltre, registrando contenuti ai marker AR, è possibile riconoscere i marker AR e visualizzare il contenuto nello spazio reale, consentendo agli utenti di verificare immediatamente le istruzioni per l’uso e altre informazioni senza utilizzare le mani. Inoltre, sono pianificati ulteriori funzionalità di riconoscimento degli occhi e del gesto per il futuro.

Questi sforzi sono concentrati sull’abilitazione di uno sviluppo più rapido, una maggiore compatibilità dei dispositivi e un allineamento più stretto tra le prestazioni dell’hardware e la reattività del software – tutti critici per la consegna di occhiali AR di prossima generazione. In quanto sviluppatore di occhiali AR e software di riconoscimento spaziale, Cellid è in una posizione unica per fornire un ambiente che include il SDK per lo sviluppo rapido di applicazioni adatte agli occhiali AR.

Quali sono i settori su cui ti concentri di più e perché sono i più adatti per la distribuzione AR a breve termine?

Il mercato degli occhiali AR è attualmente nelle sue fasi iniziali, con un’adozione guidata da applicazioni pratiche per la visualizzazione di informazioni, come notifiche, aggiornamenti meteorologici, traduzioni e integrazione con l’AI generativa. In questi casi, dispositivi piccoli e leggeri che possono fornire un valore sufficiente per l’utente anche con angoli di visuale relativamente stretti sono previsti per supportare la crescita iniziale del mercato..

Guardando avanti, si prevede un aumento della domanda per esperienze più immersive come la visualizzazione di video, contenuti 3D e interazione con lo spazio reale (calcolo spaziale). Di conseguenza, l’importanza di ampi angoli di visuale e prestazioni di visualizzazione ad alta definizione continuerà a crescere.

Da questa prospettiva, identifichiamo due segmenti a breve termine in cui gli occhiali AR a guida d’onda offrono benefici chiari:

1. Uso oculistico / quotidiano

I progressi nelle guide d’onda rendono pratici gli occhiali AR a forma di occhiali – con la stessa forma generale degli occhiali regolari – posizionandoli come il probabile prossimo dispositivo importante dopo gli smartphone. Come con gli smartphone, questo fattore di forma supporta un uso quotidiano ampio e diffuso da parte di individui e aziende in molte applicazioni. Mentre le guide d’onda diventano più compatte e convenienti, guidano l’uso quotidiano dei consumatori – navigazione, promemoria sottili e altri compiti in movimento. Nel retail, il nostro pilota è un esempio del nostro focus

2. Operazioni aziendali e industriali

Le guide d’onda efficienti abilitano sovrapposizioni di dati in tempo reale per tecnici e personale sul campo, aiutando a ridurre gli errori e migliorare la produttività in settori come la produzione, la logistica e l’assistenza sanitaria. Questi scenari di “visualizzazione delle informazioni” si adattano alle limitazioni di potenza e di campo visivo attuali, mantenendo i dispositivi leggeri.

Cosa significa “AR quotidiana” tra cinque anni?

Con l’avvento dell’AI generativa multimodale, gli occhiali AR vivranno una rapida crescita come una delle loro interfacce di input/output.

Immaginiamo un futuro in cui gli occhiali AR diventeranno un compagno intuitivo e sempre attivo – fondendo il mondo digitale e fisico attraverso un’interazione senza soluzione di continuità e un design leggero. Guidati dall’evoluzione dell’utilizzo dell’AI generativa, gli occhiali AR evolveranno anche per diventare un’interfaccia naturale per accedere a informazioni in tempo reale, automatizzare attività e ricevere assistenza contestuale..

In Cellid, crediamo che raggiungere l’usabilità quotidiana dipenda da tre pilastri: comfort, intelligenza e efficienza energetica. È per questo che i nostri design di riferimento danno priorità a ottiche ultra-leggere insieme a fattori di forma sottili che assomigliano a occhiali regolari. Ciò garantisce che gli occhiali AR possano essere indossati per periodi prolungati senza fatica.

Guardando avanti, stiamo continuando a co-sviluppare un ecosistema aperto con partner globali per garantire che gli occhiali AR non solo sembrino e si sentano come accessori quotidiani, ma forniscono anche un valore duraturo attraverso i settori. Sia che si tratti di navigare nelle città, supportare il lavoro sul campo o migliorare le esperienze di retail, l’AR diventerà sempre più una interfaccia pratica che si adatta naturalmente alla vita quotidiana. In definitiva, l’AR ridefinirà come le persone interagiscono sia con il mondo fisico che con quello digitale, diventando uno strumento potente per l’esperienza umana.

Grazie per la grande intervista, i lettori che desiderano saperne di più possono visitare Cellid.