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 Uniwersytecie Waseda, gdzie specjalizował się w fizyce cząstek.

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

Co skłoniło Cię do zmiany kariery 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 badałem nowoczesne osiągnięcia w dziedzinie informatyki. To, co wywołało moje zainteresowanie, było pomysłem zastosowania nowych technologii komputerowych, takich jak sieci neuronowe i narzędzia symulacyjne, do rozwiązywania problemów świata rzeczywistego.

Założenie Cellid w 2016 roku dało mi możliwość rozwoju technologii, która stała się podstawą naszej pracy. Uznałem, że okulary AR są optymalnym urządzeniem do maksymalnego wykorzystania potencjału usług rozpoznawania przestrzennego, i zidentyfikowałem je jako jeden z naszych głównych obszarów działalności. Zaczęliśmy badania nad okularami AR jako optymalnym sprzętem do świadczenia usług rozpoznawania przestrzennego. Podczas badań rozmawialiśmy z inżynierami i odkryliśmy, że sprzęt wykorzystywany do wyświetlania okularów AR był wąskim gardłem. Obserwując ewolucję urządzeń komputerowych, doszliśmy do wniosku, że noszone okulary AR staną się następną generacją smartfonów. Na tym rynku nowych urządzeń zamierzamy wykorzystać nasze najnowocześniejsze technologie komputerowe, aby prowadzić innowacje.

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

Moje doświadczenie w badaniach nad fizyką cząstek w CERN polegało na pracy z systemami obliczeń równoległych w celu symulacji i wizualizacji złożonych zjawisk fizycznych. To doświadczenie bezpośrednio wpłynęło na to, jak podchodzimy do projektowania wyświetlacza AR i symulacji optycznej w Cellid.

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

Ten symulowany proces umożliwia nam szybkie i efektywne eksplorowanie ogromnych przestrzeni projektowych, podobnie jak symulacje równoległe, które prowadziłem w badaniach nad fizyką cząstek. Po ostatecznym ustaleniu projektu współpracujemy z partnerami materiałowymi i produkcyjnymi, aby wprowadzić go do produkcji.

Jak sztuczna inteligencja odgrywa podwójną rolę w Cellid – zarówno w doświadczeniu użytkownika, jak i w projektowaniu optycznym i produkcji?

Cellid maksymalnie wykorzystuje sztuczną inteligencję zarówno w doświadczeniu użytkownika, jak i w projektowaniu i produkcji. Aby poprawić doświadczenie użytkownika, wykorzystujemy sztuczną inteligencję do umożliwienia rozpoznawania przestrzennego, prezentacji informacji w czasie rzeczywistym i intuicyjnej obsługi.

W projektowaniu i produkcji stosujemy sztuczną inteligencję do symulacji projektowania optycznego i optymalizacji procesu, a także do wspierania stabilności jakości w skali – pomagając nam projektować i produkować falowody i optykę, 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 projektowaniu sprawia, że okulary AR są noszone; sztuczna inteligencja w UX sprawia, że są one użyteczne.

Jakie są prawdziwe przykłady bezproblemowych przypadków użycia AR, które są możliwe dzięki SDK Cellid?

Koncentrujemy się na realnych, codziennych przypadkach użycia, w których okulary AR mogą dodatkowo wartość:

Projekt King Salmon – Wspieranie pracy zdalnej w budownictwie i administracji miejskiej: W projekcie King Salmon w Tokio Cellid współpracował z Shibuya Ward, aby przetestować okulary AR do kontroli jakości w budownictwie i administracji lokalnej. Pracownicy polowi nosili lekkie okulary AR Cellid (zgodnie z projektem referencyjnym). Użycie projektu referencyjnego poprawiło działanie placu budowy, umożliwiając nadzór zdalny, komunikację w czasie rzeczywistym i dokładne kontrole materiałów. Dla nadzoru menedżerowie i specjaliści mogli monitorować postępy, udzielać instrukcji i konsultować się w sprawie metod budowlanych bez konieczności bycia na miejscu. Okulary wyświetlały również szczegóły zamówień, umożliwiając porównanie z dostarczonymi przedmiotami w celu szybkiego wykrycia rozbieżności. Wydajność na miejscu poprawiła się dzięki bezproblemowej komunikacji między personelem a ekspertami zdalnymi, zapewniając natychmiastowy feedback i wskazówki.

Pilot sklepu convenience – Inteligentne doświadczenie zakupów: We współpracy ze znanym sklepem convenience w Japonii i grupą SMBC Cellid przeprowadził test w prawdziwym 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 użytku medycznego: 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 badań informują o metodach oprogramowania i interfejsów dla praktycznych przepływów pracy medycznych. Praca ta jest częścią wieloletniego programu JST CREST („Realizacja okularów AR medycznych przy użyciu technologii metamateriałów”, rok fiskalny 2024-2029; grant JPMJCR24R1), konsorcjum z Instytutem Nauki w Tokio, Cellid i Mitsui Chemicals, obejmującym rozwój materiałów, projektowanie optyczne, ustanowienie procesu produkcji, wdrożenie oprogramowania i weryfikację kliniczną.

Cellid wnosi swój wkład w symulację optyczną, projektowanie 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 informacji, które wspierają, ale nie przeszkadzają, procedurom medycznym. Testowanie prototypu poinformuje zarówno projektowanie optyczne, jak i użyteczność interfejsu na podstawie rzeczywistych informacji zwrotnych z procedur chirurgicznych.

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 porównują się Wasze falowody z plastiku z tradycyjnymi alternatywami szklanymi pod względem wagi, mocy i komfortu?

W Cellid rozwijamy zarówno falowody z plastiku, jak i szkła, aby rozwiązać różne przypadki użycia AR. Nasze falowody z plastiku są znacznie lżejsze niż szkło, około 5 gramów na jednostkę monokularną w porównaniu z około 8,2 gramami dla szkła. Ta zmniejszona waga przyczynia się do ogólnej noszenia i komfortu podczas codziennego użytkowania.

W ocenach pilotażowych nasze falowody z plastiku – z polem widzenia 30° – otrzymały pozytywną opinię od użytkowników. Na tym poziomie widzenia wydajność optyczna między plastikiem a szkłem jest porównywalna.

Wytrzymałość to kolejna zaleta plastiku. Falowody z plastiku Cellid przeszły zarówno amerykańskie, jak i japońskie testy udaru dla okularów bez pękania. W przeciwieństwie do tego, szkło zwykle wymaga dodatkowego wzmocnienia, aby spełnić podobne standardy bezpieczeństwa. Jest to widoczne w tym, że zwykłe soczewki okularowe są wykonane z plastiku.

Chociaż plastik jest odpowiedni 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 przyjęcie okularów AR, aby spełnić różne przypadki użycia.

Jakie były największe wyzwania inżynieryjne lub materiałowe przy integrowaniu tych komponentów w noszalną formę?

Kluczem było miniaturyzacja i dopasowanie ich do eleganckiej formy okularów bez kompromisu. Musieliśmy przemyśleć, jak elementy optyczne, takie jak falowody i projektory, mogą być zminiaturyzowane bez utraty wydajności. Materiały musiały być cienkie, ale wytrzymałe, optycznie wydajne, ale możliwe do wyprodukowania na dużą skalę. Ponadto rozwój specjalnych materiałów do falowodów i własnego procesu produkcji mógł stanowić wyzwanie. Rozwiązanie wszystkich tych czynników wymagało ścisłej integracji między symulacją a produkcją.

Przewodnik przez to, jak działa Wasza platforma symulacyjna i jak redukuje czas iteracji oraz koszty produkcji?

W Cellid symulacja odgrywa kluczową rolę w przyspieszaniu rozwoju i redukowaniu 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 projektowania. To pomaga zminimalizować uzależnienie od prób i błędów, 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, takiego jak mikrofony i głośniki. Ponadto SDK Cellid dla projektu referencyjnego obejmuje interfejs API dla sztucznej inteligencji generatywnej, który umożliwia jej zastosowanie 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 przestrzeni rzeczywistej, pozwalając użytkownikom natychmiast sprawdzić instrukcje obsługi urządzeń i inne informacje bez użycia rąk. Ponadto planowane są dodatkowe funkcje śledzenia wzroku i rozpoznawania gestów.

Te wysiłki koncentrują się na umożliwieniu szybszego rozwoju, szerszej zgodności urządzeń i ściślejszego powiązania między 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 unikalnie pozycjonowany, aby zapewnić środowisko, które obejmuje SDK do szybkiego rozwoju aplikacji odpowiednich dla okularów AR.

Które branże są dla Was najważniejsze, a 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 wyświetlania informacji, takich jak powiadomienia, aktualizacje pogody, tłumaczenia i integracja z generatywną sztuczną inteligencją. W tych przypadkach małe, lekkie urządzenia, które mogą zapewnić wystarczającą wartość dla użytkownika, nawet z względnie wąskim kątem widzenia, są oczekiwane do wspierania initialnego 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. Optyczne / codzienne użycie

Postępy w zakresie falowodów sprawiają, że okulary AR w kształcie okularów są praktyczne – tego samego ogólnego kształtu co zwykłe okulary – i umiejscawiają je jako najprawdopodobniej następne główne urządzenie po smartfonach. Podobnie jak w przypadku smartfonów, ten kształt urządzenia wspiera szerokie, codzienne użycie przez osoby i firmy w wielu aplikacjach. Im falowody stają się bardziej kompaktowe i efektywne pod względem kosztów, tym bardziej napędzają one codzienne użycie przez konsumentów – nawigację, subtelne wskazówki i inne zadania na drodze. W detalicznych nasz pilot jest przykładem naszego zaangażowania

2. Przemysł i operacje przedsiębiorstw

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

Co „codzienna AR” będzie wyglądała za pięć lat?

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

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

W Cellid wierzymy, że osiągnięcie codziennej użyteczności opiera się na trzech filarach: komforcie, inteligencji i efektywności energetycznej. Dlatego nasze projekty referencyjne priorytetowo traktują ultra-lekką optykę obok smukłych form, które przypominają zwykłe okulary. To gwarantuje, że okulary AR mogą być noszone przez dłuższy czas bez zmęczenia.

Spójrzając w przyszłość, kontynuujemy współtworzenie otwartej ekosystemu z globalnymi partnerami, aby zapewnić, że okulary AR nie tylko wyglądają i czują się jak codzienne akcesoria, ale także dostarczają trwałą wartość w różnych branżach. Niezależnie od tego, czy jest to nawigacja po miastach, wspieranie pracy w terenie czy poprawa doświadczeń detalicznych, AR będzie coraz bardziej przechodziła od nowatorskiego interfejsu do praktycznego narzędzia, które naturalnie wpisuje się w codzienne życie. Ostatecznie AR zmieni sposób, w jaki ludzie wchodzą w interakcje z zarówno światem fizycznym, jak i cyfrowym, stając się potężnym towarzyszem doświadczenia ludzkiego.

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