Интервью
Доктор Марио Паничча, генеральный директор ANELLO Photonics – серия интервью
Доктор Марио Паничча — опытный генеральный директор, соучредитель и председатель Anello Photonics, работающий в Кремниевой долине, где он руководит миссией компании по революционному преобразованию навигационных систем с помощью передовых фотонных технологий. Будучи пионером в области кремниевой фотоники и инерциальной навигации, он ранее более двух десятилетий проработал в Intel, где дослужился до должности научного сотрудника Intel и возглавил программу компании по кремниевой фотонике, превратив её в глобально действующую коммерческую технологию. Он имеет докторскую степень по физике твёрдого тела, полученную в Университете Пердью, является членом IEEE, SPIE и OSA, а также членом Национальной инженерной академии США.
Анелло Фотоникс Компания Anello выводит инерциальную навигацию на новый уровень благодаря своему оптическому гироскопу SiPhOG™ – компактному высокоточному датчику, созданному на основе кремниевой фотоники. В отличие от традиционных волоконно-оптических гироскопов, решение Anello полностью интегрировано на фотонном кристалле, обеспечивая исключительную точность при меньших размерах, весе, энергопотреблении и стоимости. Разработанная для условий отсутствия GPS, эта технология поддерживает автономную навигацию в таких областях, как робототехника, аэрокосмическая промышленность, оборона и промышленная автоматизация.
Что движет вашей страстью к инновациям, особенно на стыке кремниевой фотоники и автономности?
Мой энтузиазм проистекает из давнего интереса к тому, как кремниевая фотоника может решать критически важные задачи реального мира и революционизировать отрасли. Когда мы начинали заниматься кремниевой фотоникой в Intel, создание оптических устройств из кремния казалось безумной идеей. Мы доказали всем, что они ошибались, и разработали не просто технологию кремниевой фотоники, а целую отрасль, и сегодня эта технология используется во всех мировых центрах обработки данных. В ANELLO мы начали всё сначала со смелой идеи – внедрить интегрированную кремниевую фотонику, чтобы совершить переворот в сфере навигации.
С созданием первого в мире оптического гироскопа на основе кремниевой фотоники — SiPhOG™ мы смогли разработать совершенно новые продукты и решения для рынков, которым требуется высокоточная навигация, которая ранее была недоступна из-за высокой стоимости существующих решений.
Мы переосмысливаем возможности, предлагая высокопроизводительные, точные, малошумящие оптические гироскопы с радикально улучшенными габаритами, весом и энергопотреблением для рынка автономных систем. Это открывает совершенно новые возможности применения во всех отраслях: строительстве, сельском хозяйстве, грузоперевозках, робототехнике, БПЛА, беспилотных летательных аппаратах, беспилотных наземных транспортных средствах, автономных транспортных средствах и, конечно же, в оборонной промышленности.
Что вдохновило вас на создание ANELLO и как условия, в которых отсутствует GPS-навигация, повлияли на ваш план действий?
Компания ANELLO Photonics была основана для решения растущей проблемы в отрасли: современные волоконно-оптические гироскопы (ВОГ) очень точны, но громоздки и очень дороги. Поэтому они используются только в самых современных приложениях, таких как истребители, подводные лодки, межконтинентальные баллистические ракеты и т.д. С другой стороны, существуют гироскопы на основе МЭМС (микроэлектромеханических систем), которые используются во всех потребительских устройствах, таких как телефоны, наушники EarPods, часы и т.д. Это устройства очень массового производства (миллиарды единиц производятся в год), но они подвержены дрейфу показаний из-за температуры, вибрации и электромагнитных помех.
Поэтому они не могут использоваться для высокоточной навигации. С ростом потребности в автономности в последние несколько лет разрыв между ними становился всё больше. Мы увидели эту возможность и подумали: «А что, если бы мы могли создать волоконно-оптический гироскоп с использованием кремниевой фотоники?» — тогда мы сможем вывести высокопроизводительные устройства в компактном форм-факторе на массовый рынок.
Это привело к разработке ANELLO SiPhOG. Затем мы начали искать навигационные решения, которые можно было бы реализовать на основе SiPhOG, и поняли, что можем производить экономически эффективные продукты в больших объемах с исключительной производительностью, обеспечивающей навигацию в условиях отсутствия GPS. Поскольку глушение и подавление GPS становилось все более распространенным явлением, ANELLO решила воспользоваться этим, создав продукты и дорожную карту, ориентированные на поставку навигационных систем с подавлением GPS, которые обеспечивают производительность уровня FOG для массового рынка как в промышленных, так и в оборонных приложениях.
Чем ANELLO SiPhOG отличается от традиционных систем FOG и MEMS?
Принципиальные физические принципы работы ВОГ и SiPhOG схожи, то есть основаны на эффекте Саньяка. Однако для SiPhOG мы взяли все дискретные оптические компоненты, используемые в современных ВОГ (разветвители, ответвители, фазовые модуляторы, детекторы, поляризационные фильтры, соединители волокон и т.д.), и интегрировали их в миниатюрный фотонный интегральный кремниевый чип, который производится так же, как стандартные интегральные электронные схемы. Этот фотонный чип заменяет всю ручную сборку и юстировку, более надёжен и может производиться в больших масштабах. Кроме того, мы создали новую чрезвычайно чувствительную и энергосберегающую электронную систему, которая управляет фотонным чипом и измеряет оптические сигналы, фазу Саньяка и скорость вращения.
Все это производится и собирается с использованием тех же методов крупносерийной сборки «перебери и запиши», которые используются в электронной промышленности сегодня. В собранном виде наш SiPhOG обеспечивает те же характеристики гироскопа с низким дрейфом, что и FOG, но в гораздо меньшем, компактном, маломощном и масштабируемом решении, которое фактически помещается на ладони. Вот почему мы называем его «волоконным гироскопом на кристалле». В отличие от гироскопов MEMS, которые часто дрейфуют в течение нескольких секунд и подвержены воздействию температуры и вибрации, ANELLO SiPhOG, поскольку он основан на фотонах, не подвержен ни одному из этих эффектов. В сочетании с системой это обеспечивает надежную, долговременную инерциальную навигацию в условиях отсутствия или подмены GPS, что делает его идеальным решением для автономного использования на суше, в воздухе и на море.
Какие риски несет рост глушения и спуфинга GPS, и почему GPS‑зависимость неустойчива?
Число случаев глушения и спуфинга GPS резко возросло по всему миру, представляя серьёзную угрозу для автономных платформ, военных операций и критически важной инфраструктуры. Например, в 2025 году мы уже наблюдали 500%-ный рост числа случаев спуфинга во всём мире. Кроме того, ежедневно регистрируется около 700 случаев глушения и спуфинга, а около 1,500 рейсов ежедневно подвергаются спуфингу по всему миру. Системы, использующие исключительно GPS, уязвимы к ошибкам позиционирования вплоть до полного отказа в условиях оспариваемой ситуации или ухудшения качества сигнала GPS — они просто не работают. Будь то в городских условиях, подземных туннелях или зонах боевых действий, использование только GPS сопряжено с высоким риском.
Если GPS потерян, вы не знаете, где находитесь, и, следовательно, не знаете, куда направляетесь. Это создаёт серьёзные проблемы безопасности для навигационных систем, зависящих от GPS. Хотя системы на основе FOG, безусловно, доступны, они часто слишком дороги и громоздки для массового рынка. Однако теперь, благодаря высокопроизводительным инерциальным системам ANELLO на основе SiPhOG, мы можем предложить надёжный уровень отказоустойчивых навигационных решений для работы в условиях отказа или недоступности GPS.
Каким образом система ANELLO обеспечивает альтернативу «наземной проверке» в условиях затрудненного приема GPS?
Инерциальные навигационные системы ANELLO используют наш уникальный оптический гироскоп SiPhOG™ в сочетании с центральным процессором, алгоритмами слияния датчиков на основе искусственного интеллекта, акселерометрами и другими датчиками для решения навигационного позиционирования в режиме реального времени. Благодаря высокой точности SiPhOG наши продукты не зависят от внешних факторов, что обеспечивает настоящую «наземную истину». Таким образом, мы обеспечиваем надежную и бесперебойную навигацию с отсечкой GPS в местах и в местах, где сигнал GPS отсутствует. Кроме того, мы отслеживаем наше местоположение в режиме реального времени, сравниваем его с GPS-положением, и если наше решение обнаруживает подмену или глушение GPS-сигнала, оно плавно переходит на навигацию с использованием счисления пути ANELLO, обеспечивая непрерывное, надежное и точное отслеживание местоположения.
По сути, технология оптического гироскопа ANELLO обеспечивает любую подвижную систему надежным и бесперебойным решением для получения достоверных данных о местоположении на земле, даже если спутниковые сигналы находятся под угрозой. Это актуально не только для автономных транспортных средств, но и для пилотируемых аппаратов без GPS. Представьте себе места в зонах военных конфликтов и вокруг них, где наблюдается глушение и спуфинг GPS. Как спасатели ориентируются для спасения людей, если у них нет GPS или они не знают, куда идти?
Какой текущий вариант использования расширяет границы и где есть возможность для ближайшего будущего?‑термическая шкала?
Мы наблюдаем высокий спрос в таких промышленных областях, как строительство, точное земледелие, робототехника и, конечно же, в оборонных приложениях на суше, в воздухе и на море. В садах, шахтах и на бездорожье, где сигнал GPS ограничен, работает нестабильно или вообще не работает, решения ANELLO INS и IMU обеспечивают работу автономных систем с сантиметровой точностью. В сфере обороны такие платформы, как беспилотные надводные аппараты (USV) или дроны, использующие GPS для навигации, выигрывают от интеграции ANELLO с распространёнными автопилотами и другими соответствующими датчиками, что позволяет осуществлять навигацию без GPS в течение длительного времени в сложных условиях.
Заглядывая в будущее, более экстремальные случаи, такие как гиперзвуковые, требуют ещё большей точности из-за высоких скоростей, но при этом по-прежнему важны низкое энергопотребление и компактные размеры. Рассматривая автономные дроны для будущих применений, таких как беспилотные летательные аппараты для доставки, потребительские дроны и/или носимые и переносные устройства, отрасль будет стремиться к ещё более компактным форм-факторам и снижению энергопотребления. Это одно из преимуществ интегрированной кремниевой фотоники. Мы можем продолжать интеграцию, уменьшать размеры, снижать энергопотребление, обеспечивая при этом высокую производительность. По мере развития сфер применения автономных устройств возможность выпуска SiPhOG в больших объёмах и в нужном масштабе будет иметь решающее значение. Это ключевое преимущество наших разработок в ANELLO.
Каким образом инерциальные системы, такие как ANELLO, обеспечивают безопасность в таких ситуациях, как развертывание роботакси Tesla?
По мере того, как беспилотные автомобили становятся всё более популярными, безопасность в регионах, где отсутствует GPS, становится критически важной. Инерциальные навигационные системы ANELLO обеспечивают безотказную работу, сохраняя точное местоположение при пропадании или искажении спутникового сигнала. В случае сбоя GPS и спуфинга наши решения ANELLO на базе SiPhOG гарантируют, что автомобиль сохраняет пространственное положение и распознаёт, что реально, а что нет. Это обеспечивает безопасное маневрирование или управляемую навигацию, что имеет ключевое значение для получения разрешения регулирующих органов и реального внедрения роботакси, беспилотных грузовиков и мобильных систем нового поколения. Наши решения разработаны с учётом уровня ASIL (уровень полноты безопасности автомобилей), поэтому мы готовы к внедрению по мере роста и развития этих рынков. Мы уверены, что ANELLO станет основой беспилотных автомобилей в будущем.
Каким образом система слияния датчиков на основе искусственного интеллекта ANELLO повышает устойчивость в ситуациях длительного отсутствия сигнала GPS?
Во всех наших продуктах и решениях наш собственный ИИ-процессор слияния датчиков обрабатывает и отслеживает в режиме реального времени инерциальное положение и GPS-координаты каждые ~10 мс. Благодаря этому наши решения могут динамически выявлять аномалии, такие как спуфинг, глушение или дрейф, вызванный ударами. Система автоматически корректирует и переключается между режимами датчиков без участия человека, всегда определяя, что правильно, а что нет. ИИ-процессор слияния датчиков ANELLO постоянно тестируется и оптимизируется нашей командой в различных промышленных и оборонных приложениях на суше, в воздухе и на море. Это обеспечивает более быстрое внедрение и развертывание реальных сценариев использования для наших клиентов. Результатом являются не только непревзойденная надежность и производительность для этих сложных автономных приложений, но и более быстрое развертывание для наших клиентов для быстрого решения их задач.
Что принесут следующие 5–10 лет кремниевой фотонике в области автономности, искусственного интеллекта и робототехники?
В течение следующего десятилетия интегрированная кремниевая фотоника станет основой будущего автономности, особенно в условиях отсутствия или конкуренции с GPS. По мере роста спроса на надёжные навигационные системы в робототехнике, оборонной, аэрокосмической и промышленной отраслях, фотонные датчики, такие как ANELLO SiPhOG, станут основой перехода от громоздких, мощных и дорогостоящих решений к более компактным, объёмным, компактным и легко интегрируемым решениям для массового рынка. Как и в электронной промышленности, мы продолжим интегрировать всё больше функций в наши кремниевые фотонные чипы, обеспечивая большую функциональность и меньшую стоимость.
Кроме того, мы продолжим интегрировать электронику с новыми функциями и меньшими габаритами, и когда-нибудь всё это будет помещаться на крошечном чипе размером меньше ногтя. Этот полностью интегрированный микрочип обеспечит тот же уровень производительности потребительскому рынку. Только подумайте: ANELLO будет не только в каждом беспилотном автомобиле, но и в каждых умных часах, в каждом смартфоне – во всём, что движется или имеет значение. Независимо от того, есть ли у вас GPS или нет, больше не нужно беспокоиться о том, что вы заблудитесь или не будете знать, где находитесь, потому что вы знаете, что ANELLO всегда с вами.
Что вас больше всего волнует и как инженеры или правительства могут взаимодействовать с ANELLO?
Меня поражает, насколько быстро наши технологии внедряются — от сельского хозяйства до робототехники и обороны. Мы приложили все усилия, чтобы наши системы были простыми в установке, удобными для пользователя и работали безупречно. Некоторые из этих систем можно установить на автомобиль менее чем за 15 минут. Отзывы клиентов о том, как быстро мы решаем их проблемы, действительно дают нам ощущение того, что мы помогаем обществу. Наши инженеры работают и напрямую общаются с нашими клиентами. Мы работаем вместе с ними, на их судах, проводя испытания в режиме реального времени, летаем на их беспилотных платформах и находимся бок о бок с ними, анализируя данные и корректируя наши алгоритмы, чтобы наши решения работали на их платформах.
Это позволяет нам в режиме реального времени видеть, как наши решения расширяют возможности наших клиентов и решают их проблемы. Мы видим, как всё больше клиентов обращаются к нам и говорят: «Мне сказали, что нам нужен ANELLO». В конечном итоге, это оправдывает все усилия и упорный труд. И мы работаем в разных отраслях. Инженерам нравится такое прямое взаимодействие с клиентами, которое позволяет нашим командам решать реальные проблемы. Мы поставили перед собой смелую задачу – создать нечто, чего раньше никто не делал. Мы это сделали, но, будучи инженерами в душе, мы находимся только в начале пути, и впереди нас ждёт множество захватывающих разработок. Мы продолжим менять сферу навигации и предлагать решения, которые обеспечат миру возможности навигации без GPS. Мы приглашаем наших партнёров – инженеров, системных интеграторов, государственные учреждения и т.д. – к сотрудничеству, приобретению наших оценочных комплектов, тестированию наших продуктов на ваших платформах и позволению нам помочь вам. Свяжитесь с нами – вместе мы сможем построить будущее навигации.
Спасибо за отличное интервью, читатели, которые хотят узнать больше, должны посетить Анелло Фотоникс.
