Satoshi Shiraga, współzałożyciel i CEO Cellid – Seria wywiadów

Satoshi Shiraga jest współzałożycielem i CEO Cellid, gdzie kieruje wizją i strategią firmy w zakresie rozwoju najnowocześniejszych technologii. Przed założeniem firmy prowadził badania w dziedzinie fizyki cząstek w CERN, Fermilab w Stanach Zjednoczonych i INFN we Włoszech. Ukończył studia magisterskie z fizyki na Wydziale Prawa i Nauk na Uniwersytecie Waseda, gdzie specjalizował się w fizyce cząstek.

Cellid to japońska firma rozwijająca zaawansowane technologie rzeczywistości rozszerzonej, w tym ultralekkie moduły wyświetlacza z falowodem i silniki rozpoznawania przestrzennego dla okularów AR nowej generacji. Wykorzystując własną optyczną konstrukcję i metody produkcji, Cellid tworzy komponenty tak cienkie jak soczewki okularowe i współpracuje z globalnymi producentami w celu przyspieszenia przyjęcia sprzętu AR.

Czym skłoniło Cię do zmiany kierunku z badań nad fizyką cząstek w CERN i Fermilab na założenie Cellid w 2016 roku?

Po ukończeniu studiów dołączyłem do Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN), gdzie prowadziłem badania nad fizyką cząstek, które wymagały ogromnej mocy obliczeniowej. W tym samym czasie interesowałem się nowymi rozwojami w dziedzinie informatyki. To, co zaowocowało tym zainteresowaniem, była idea zastosowania nowych technologii obliczeniowych, takich jak sieci neuronowe i narzędzia symulacyjne, do rozwiązywania rzeczywistych problemów.

Założenie Cellid w 2016 roku dało mi możliwość rozwoju technologii, która stała się podstawą naszej pracy. Uznając, że okulary AR są optymalnym urządzeniem do maksymalnego wykorzystania potencjału usług rozpoznawania przestrzennego, wytypowaliśmy je jako jedną z naszych podstawowych dziedzin biznesu. Zaczęliśmy badać okulary AR jako optymalne urządzenie do świadczenia usług rozpoznawania przestrzennego. Podczas badań rozmawialiśmy z inżynierami i odkryliśmy, że sprzęt używany do wyświetlacza okularów AR był wąskim gardłem. Obserwując ewolucję urządzeń komputerowych, doszliśmy do wniosku, że noszone okulary AR staną się następną generacją smartfonów. Na tym wschodzącym rynku nowych urządzeń zamierzamy wykorzystać nasze najnowocześniejsze technologie obliczeniowe, aby prowadzić innowacje.

Jak Twoje doświadczenie w pracy z obliczeniami równoległymi w skali petabajtów wpłynęło na podejście do projektu wyświetlacza AR i symulacji optycznej w Cellid?

Moje doświadczenie w badaniach nad fizyką cząstek w CERN obejmowało pracę z systemami obliczeń równoległych w celu symulacji i wizualizacji złożonych zjawisk fizycznych. To doświadczenie bezpośrednio ukształtowało, w jaki sposób podejmujemy projektowanie wyświetlacza AR i symulację optyczną w Cellid.

Nasze falowody tworzone są przez utworzenie dyfrakcyjnego elementu optycznego (DOE) na podłożu przy użyciu technologii nanoimpresji. Z trzech elementów – konstrukcji, materiałów i produkcji – jesteśmy odpowiedzialni za konstrukcję. Wykorzystując moje doświadczenie w zakresie obliczeń o wysokiej wydajności, opracowaliśmy własny silnik symulacyjny oparty na sztucznej inteligencji, który automatyzuje proces konstrukcji. Nie tylko symuluje on skład materiałowy DOE i podłoża, ale także przewiduje i optymalizuje precyzję tworzenia i przetwarzania folii. Cellid prowadzi lub współpracuje z partnerami w zakresie rozwoju materiałów, technologii produkcji i procesów. (Większość produkcji opiera się na ekspertyzie Cellid).

Ten przepływ pracy oparty na symulacji umożliwia nam szybkie i efektywne przeszukiwanie ogromnych przestrzeni konstrukcyjnych, podobnie jak symulacje równoległe, które prowadziłem w fizyce cząstek. Po ostatecznym ustaleniu konstrukcji współpracujemy z partnerami materiałowymi i produkcyjnymi, aby wprowadzić ją do produkcji.

Sztuczna inteligencja odgrywa podwójną rolę w Cellid – doświadczenie użytkownika na urządzeniu i w AI sterowanym projekcie optycznym / produkcji, jak wykorzystujesz sztuczną inteligencję do poprawy doświadczenia użytkownika i jak ją wykorzystujesz w produkcji i konstrukcji?

Cellid maksymalnie wykorzystuje sztuczną inteligencję do obu tych celów. Aby poprawić doświadczenie użytkownika, wykorzystujemy sztuczną inteligencję do umożliwienia rozpoznawania przestrzennego, prezentacji informacji w czasie rzeczywistym i intuicyjnej obsługi.

W konstrukcji i produkcji stosujemy sztuczną inteligencję do symulacji konstrukcji optycznej i optymalizacji procesu, a także do wspierania stabilności jakości w skali – pomaga nam to w konstrukcji i masowej produkcji falowodów i optyki, które są cienkie, lekkie i energooszczędne dla urządzeń w stylu okularów.

Te dwa zastosowania sztucznej inteligencji nie są bezpośrednio połączone, ale oba są niezbędne do powszechnego przyjęcia: sztuczna inteligencja w konstrukcji sprawia, że okulary AR są noszone; sztuczna inteligencja w UX sprawia, że są one użyteczne..

Jakie są rzeczywiste przykłady bezproblemowego użycia AR umożliwionego przez SDK Cellid?

Koncentrujemy się na namacalnych, codziennych przypadkach użycia, w których okulary AR mogą dodać prawdziwą wartość:

Projekt King Salmon – Wspomaganie pracy zdalnej w budownictwie i administracji miejskiej: W projekcie King Salmon w Tokio Cellid współpracował z dzielnicą Shibuya, aby przeprowadzić pilotaż okularów AR do kontroli jakości na odległość w budownictwie i administracji lokalnej. Pracownicy polowi nosili lekkie okulary AR Cellid (wykorzystując Reference Design). Użycie Reference Design poprawiło działanie placu budowy, umożliwiając nadzór na odległość, komunikację w czasie rzeczywistym i dokładne inspekcje materiałów. Dla nadzoru menedżerowie i specjaliści mogli monitorować postępy, udzielać instrukcji i konsultować się w sprawie metod budowy bez konieczności obecności na miejscu. Okulary wyświetlały również szczegóły zamówień, umożliwiając szybkie wykrywanie niezgodności. Wydajność na miejscu poprawiła się dzięki bezproblemowej komunikacji między personelem a ekspertami na odległość, zapewniając natychmiastowy feedback i wskazówki.

Pilot sklepu convenience – Inteligentne doświadczenie zakupów: Wspólnie ze znanym sklepem convenience w Japonii i grupą SMBC, Cellid przeprowadził test w rzeczywistym sklepie convenience, aby zademonstrować doświadczenie zakupów przy użyciu okularów AR. Ponad 300 uczestników wzięło udział w teście, który obejmował automatyczne rozpoznawanie produktów, personalizowane rekomendacje na podstawie przedmiotów dodanych do koszyka (w tym wyświetlanie kuponów rabatowych i wskazówek dotyczących lokalizacji produktów) oraz płatność za pomocą okularów AR.

Projekt medyczny CREST AR – Weryfikacja okularów AR do zastosowań medycznych: Wykorzystując okulary AR w środowiskach klinicznych, ten projekt prowadzi eksperymenty demonstracyjne w miejscach klinicznych w celu oceny metod wyświetlania informacji istotnych dla klinicystów podczas procedur i powiększania obrazów obszarów leczenia. Wyniki tych testów informują o oprogramowaniu aplikacyjnym i metodach interfejsu dla praktycznych przepływów pracy medycznych. Praca ta jest częścią wieloletniego programu JST CREST w Japonii („Uzyskanie okularów AR medycznych z wykorzystaniem technologii metamateriałów”, rok 2024-2029; grant JPMJCR24R1), konsorcjum z Instytutem Nauki w Tokio, Cellid i Mitsui Chemicals, obejmujące rozwój materiałów, konstrukcję optyczną, ustanowienie procesu produkcji, wdrożenie oprogramowania aplikacyjnego i weryfikację kliniczną.

Cellid wnosi swój wkład w symulację optyczną, konstrukcję falowodów i rozwój oprogramowania w celu stworzenia ultra-lekkich okularów AR odpowiednich dla środowisk klinicznych. Projekt obejmuje weryfikację kliniczną z chirurgami w celu oceny metod wyświetlania, które wspierają, ale nie przeszkadzają w procedurach medycznych. Testowanie prototypów poinformuje zarówno konstrukcję optyczną, jak i użyteczność interfejsu na podstawie rzeczywistych opinii chirurgów.

Te przykłady pokazują, jak sprzęt i SDK Cellid dostarczają praktyczną, codzienną wartość – poprawiając wydajność, podejmowanie decyzji i doświadczenie użytkownika w środowiskach detalicznych i związanych z pracą.

Jak Wasze własne falowody z tworzywa sztucznego porównują się do tradycyjnych alternatyw szklanych pod względem wagi, mocy i komfortu?

W Cellid rozwijamy zarówno falowody z tworzywa sztucznego, jak i szkła, aby rozwiązać różne przypadki użycia AR. Nasze falowody z tworzywa sztucznego są znacznie lżejsze niż szkło, około 5 gramów na jednostkę monokularną w porównaniu z około 8,2 gramami dla szkła. Zmniejszona waga przyczynia się do ogólnej noszenia i komfortu w codziennym użyciu.

W ocenach pilotażowych nasze falowody z tworzywa sztucznego – z polem widzenia 30° – otrzymały pozytywną opinię od użytkowników. Na tym poziomie widzenia wydajność optyczna pomiędzy tworzywem sztucznym a szkłem jest porównywalna.

Wytrzymałość jest kolejną zaletą tworzywa sztucznego. Falowody Cellid z tworzywa sztucznego przeszły testy udaru w Stanach Zjednoczonych i Japonii bez pęknięć. W przeciwieństwie do tego, szkło zwykle wymaga dodatkowego wzmocnienia, aby spełnić podobne normy bezpieczeństwa. Jest to widoczne w tym, że zwykłe soczewki okularowe są zrobione z tworzywa sztucznego.

Chociaż tworzywo sztuczne jest odpowiednie dla wielu codziennych przypadków użycia, w których lekkie i kompaktowe urządzenia AR są niezbędne, szkło nadal oferuje korzyści w niektórych scenariuszach w środowiskach przemysłowych, w których priorytetem jest wyższa przejrzystość optyczna. Oferta obu platform materiałowych pozwala Cellid przyspieszyć dalsze wprowadzanie okularów AR, aby spełnić różne przypadki użycia.

Jakie były największe wyzwania inżynieryjne lub materiałowe związane z integracją tych komponentów w noszalną formę?

Kluczem do rozwiązania problemu była miniaturyzacja i umieszczenie ich w eleganckiej formie okularów bez kompromisów. Musieliśmy przemyśleć, jak można skompaktować elementy optyczne, takie jak falowody i projektory, bez obniżania ich wydajności. Materiały musiały być cienkie, ale wytrzymałe, optycznie wydajne, ale możliwe do wytwarzania na dużą skalę. Ponadto rozwój specjalistycznych materiałów do falowodów i własnego procesu produkcyjnego mógł stanowić wyzwanie. Rozwiązanie wszystkich tych czynników wymagało ścisłej integracji pomiędzy symulacją a produkcją.

Czy możesz opowiedzieć, jak działa Wasza platforma symulacyjna i jak redukuje czas iteracji oraz koszty produkcji?

W Cellid symulacja odgrywa krytyczną rolę w przyspieszaniu rozwoju i obniżaniu kosztów wprowadzania sprzętu AR na rynek. Wykorzystujemy własne narzędzia do oceny złożonych komponentów optycznych, takich jak falowody, dyfrakcyjne elementy optyczne, żywice i powłoki, zanim zostaną wykonane jakiekolwiek fizyczne prototypy. Symulując, jak te materiały wykonują się w różnych warunkach, możemy zoptymalizować je pod kątem przejrzystości, pola widzenia i wydajności na wczesnym etapie procesu konstrukcyjnego. Pomaga to zminimalizować uzależnienie od prób i błędów w produkcji, skrócić cykle iteracji i obniżyć koszty produkcji.

Jakie funkcje oferuje SDK Cellid deweloperom, a co jest następne w planach?

Cellid dostarcza SDK do importowania obrazów rozpoznawanych przez kamerę, wyświetlania obrazów AR w określonych przestrzeniach, wyświetlania danych aplikacji na smartfonie oraz obsługi sprzętu zaimplementowanego w okularach AR, takich jak mikrofony i głośniki. Ponadto SDK Cellid dla projektu referencyjnego obejmuje interfejs API dla sztucznej inteligencji generatywnej, co umożliwia jej wykorzystanie w szerokim zakresie przypadków użycia. Na przykład, pytając przez projekt referencyjny, jak używać urządzenia przed Tobą, urządzenie może być automatycznie rozpoznane, a instrukcje użytkowania i obsługi mogą być wyświetlone. Ponadto, rejestrując zawartość w znacznikach AR, można rozpoznać znaczniki AR i wyświetlić zawartość w rzeczywistej przestrzeni, umożliwiając użytkownikom natychmiastowe sprawdzenie instrukcji obsługi urządzeń i innych informacji bez użycia rąk. Dodatkowe funkcje śledzenia wzroku i rozpoznawania gestów są planowane na przyszłość.

Te wysiłki koncentrują się na umożliwieniu szybszego rozwoju, szerszej zgodności urządzeń i ściślejszego powiązania pomiędzy wydajnością sprzętu a responsywnością oprogramowania – wszystko to jest kluczowe dla dostarczania okularów AR nowej generacji. Jako deweloper okularów AR i oprogramowania do rozpoznawania przestrzennego, Cellid jest wyjątkowo dobrze przygotowany do zapewnienia środowiska, które obejmuje SDK dla szybkiego rozwoju aplikacji odpowiednich dla okularów AR.

Które branże są najbardziej skupione, i dlaczego są one najlepiej przystosowane do wdrożenia AR w najbliższej perspektywie?

Rynek okularów AR jest obecnie na wczesnym etapie, a przyjęcie jest napędzane przez praktyczne zastosowania, takie jak wyświetlanie informacji, takich jak powiadomienia, aktualizacje pogody, tłumaczenia i integracja z generatywną sztuczną inteligencją. W tych przypadkach małe, lekkie urządzenia, które mogą zapewnić wystarczającą wartość użytkową, nawet z relativnie wąskim kątem widzenia, są oczekiwane do wspierania początkowego wzrostu rynku.

Patrząc w przyszłość, oczekuje się, że popyt na bardziej immersyjne doświadczenia, takie jak oglądanie wideo, treści 3D i interakcja z przestrzenią (obliczenia przestrzenne), będzie wzrastał. W związku z tym wzrośnie znaczenie szerokich kątów widzenia i wysokiej jakości wyświetlania.

Z tej perspektywy identyfikujemy dwa segmenty krótkoterminowe, w których okulary AR z falowodami oferują wyraźne korzyści:

1. Użycie oftalmiczne / codzienne

Postępy w zakresie falowodów sprawiają, że okulary AR w kształcie okularów są praktyczne – mają podobny kształt jak zwykłe okulary – co sprawia, że są one prawdopodobnie następnym dużym urządzeniem po smartfonach. Jak w przypadku smartfonów, ten kształt wspiera szerokie, codzienne użycie przez osoby i firmy w wielu aplikacjach. W miarę jak falowody stają się bardziej kompaktowe i efektywne pod względem kosztów, napędzają one codzienne użycie konsumentów – nawigację, subtelne wskazówki i inne zadania w drodze. W handlu detalicznym nasz pilot jest przykładem naszego skupienia

2. Działania przedsiębiorstw i operacje przemysłowe

Wygodne falowody umożliwiają nakładanie danych w czasie rzeczywistym dla techników i personelu polowego, pomagając zmniejszyć błędy i poprawić wydajność w sektorach takich jak produkcja, logistyka i opieka zdrowotna. Te „scenariusze wyświetlania informacji” pasują do dzisiejszych ograniczeń mocy i pola widzenia, jednocześnie utrzymując urządzenia w lekkiej wadze.

Czym będzie “codzienna rzeczywistość rozszerzona” za pięć lat?

Wraz z pojawieniem się wielomodalnej generatywnej sztucznej inteligencji, okulary AR będą doświadczać szybkiego wzrostu jako jeden z ich interfejsów wejścia / wyjścia.

Wizjonerujemy przyszłość, w której okulary AR staną się intuicyjnym, zawsze włączonym towarzyszem – łączącym świat cyfrowy i fizyczny poprzez bezproblemową interakcję i lekki design. Napędzane przez ewoluujące użycie generatywnej sztucznej inteligencji, okulary AR również ewoluują, aby stać się naturalnym interfejsem do uzyskiwania informacji w czasie rzeczywistym, automatyzacji zadań i otrzymywania kontekstowych wskazówek.

W Cellid wierzymy, że osiągnięcie codziennej użyteczności zależy od trzech filarów: komfortu, inteligencji i efektywności energetycznej. Dlatego nasze projekty referencyjne priorytetowo traktują ultra-lekką optykę obok smukłych form, które przypominają zwykłe okulary. Zapewnia to, że okulary AR mogą być noszone przez dłuższy czas bez zmęczenia.

Spójrzając w przyszłość, kontynuujemy współtworzenie otwartej ekosfery z globalnymi partnerami, aby upewnić się, że okulary AR nie tylko wyglądają i czują się jak codzienne akcesoria, ale także dostarczają trwałą wartość w różnych branżach. Czy to nawigacja po miastach, wspomaganie pracy w terenie czy poprawa doświadczenia detalicznego, AR będzie coraz bardziej przechodzić od nowatorskiego interfejsu do praktycznego narzędzia, które naturalnie wpisuje się w codzienne życie. Ostatecznie AR zmieni sposób, w jaki ludzie angażują się zarówno w świat fizyczny, jak i cyfrowy, stając się potężnym towarzyszem doświadczenia ludzkiego.

Dziękujemy za wspaniały wywiad, czytelnicy, którzy chcą dowiedzieć się więcej, powinni odwiedzić Cellid.