Satoshi Shiraga, medgrundare och VD för Cellid – Intervjuserie

Satoshi Shiraga är medgrundare och VD för Cellid, där han leder företagets vision och strategi för att utveckla banbrytande teknologier. Han forskade inom partikelfysik vid CERN, Fermilab i USA och INFN i Italien innan han grundade företaget. Han har en magisterexamen i fysik från Waseda University Graduate School, där han specialiserade sig på partikelfysik.

Cellid är ett Japanbaserat företag som utvecklar avancerade AR-tekniker, inklusive ultralätta vågledardisplaymoduler och motorer för rumslig igenkänning för nästa generations AR-smarta glasögon. Med hjälp av egenutvecklade optiska design- och produktionsmetoder skapar Cellid komponenter lika tunna som glasögonlinser och samarbetar med globala tillverkare för att påskynda införandet av AR-hårdvara.

Vad inspirerade dig att gå från partikelfysikforskning vid CERN och Fermilab till att grunda Cellid år 2016?

Efter universitetsexamen började jag arbeta vid Europeiska organisationen för kärnforskning (CERN), där jag bedrev partikelfysikforskning som krävde enorm datorkraft. Samtidigt utforskade jag banbrytande utvecklingar inom datavetenskap. Det som väckte detta intresse var idén att tillämpa nya datortekniker – såsom neurala nätverk och simuleringsverktyg – på verkliga problem.

Att grunda Cellid 2016 gav mig möjligheten att utveckla teknik, vilket blev grunden för vårt arbete. Vi insåg att AR-glasögon är den optimala enheten för att maximera potentialen hos rumsliga igenkänningstjänster, och identifierade dem som ett av våra kärnverksamhetsområden. Vi började undersöka AR-glasögon som den optimala hårdvaran för att tillhandahålla rumsliga igenkänningstjänster. Under vår forskning pratade vi med ingenjörer och upptäckte att hårdvaran som användes för AR-glasögonens visning var en flaskhals. Genom att observera utvecklingen av datorenheter drog vi slutsatsen att bärbara AR-glasögon skulle bli nästa generations smartphones. På denna framväxande marknad för nya enheter strävar vi efter att utnyttja vår toppmoderna datorteknik för att leda innovation.

Hur påverkade din bakgrund inom parallell databehandling i petabyteskala ditt tillvägagångssätt för AR-displaydesign och optisk simulering på Cellid?

Min bakgrund inom partikelfysikforskning vid CERN innefattade arbete med parallella datorsystem för att simulera och visualisera komplexa fysikaliska fenomen. Den erfarenheten formade direkt hur vi närmar oss AR-displaydesign och optisk simulering på Cellid.

Våra vågledare skapas genom att ett diffraktivt optiskt element (DOE) formas på ett substrat med hjälp av nanoimprint-teknik. Av de tre elementen – design, material och tillverkning – är vi ansvariga för utformningGenom att utnyttja min erfarenhet av högpresterande datoranvändning utvecklade vi en egenutvecklad AI-baserad simuleringsmotor som automatiserar designprocessen. Den simulerar inte bara materialsammansättningen hos det dimensionella ekvivalentet (DOE) och substratet, utan förutspår och optimerar även precisionen i filmbildning och bearbetning. Cellid leder eller samarbetar med partners i utvecklingen av material, produktionstekniker och processer. (Det mesta av tillverkningen baseras på Cellids expertis.)

Detta simuleringsdrivna arbetsflöde gör det möjligt för oss att utforska enorma designområden snabbt och effektivt, i likhet med de parallelliserade simuleringar jag genomförde inom partikelfysik. När vi har färdigställt designen samarbetar vi med material- och tillverkningspartners för att få den i produktion.

AI spelar en dubbel roll på Cellid – användarupplevelse på enheten och inom AI-driven optisk design/tillverkning. Hur utnyttjar ni AI för att förbättra användarupplevelsen och hur använder ni den inom tillverkning och design?

Cellid utnyttjar AI maximalt för båda. För att förbättra användarupplevelsen använder vi AI för att möjliggöra spatial igenkänning, presentation av information i realtid och intuitiv användning.

Inom design och tillverkning tillämpar vi AI för optisk designsimulering och processoptimering, och för att stödja kvalitetsstabilitet i stor skala – vilket hjälper oss att designa och massproducera vågledare och optik som är tunna, lätta och energieffektiva för glasögonliknande enheter.

Dessa två användningsområden för AI är inte direkt kopplade, men båda är avgörande för allmän användning: AI-driven design gör AR-glasögon bärbara; AI-driven UX gör dem användbara.

Vilka är några verkliga exempel på sömlösa AR-användningsfall som möjliggjorts tack vare Cellids SDK?

Vi fokuserar på konkreta, vardagliga användningsområden där AR-glasögon kan ge verkligt värde nu:

King Salmon-projektet – Stöd för distansarbete inom bygg och stadsförvaltningI Tokyos KungslaxprojektetCellid samarbetade med Shibuya Ward för att testa AR-glasögon för fjärrstyrd kvalitetssäkring inom bygg och kommuner. Fältarbetare använde Cellids lätta AR-glasögon (med referensdesignen). Användningen av referensdesignen förbättrade byggarbetsplatsens verksamhet genom att möjliggöra fjärrövervakning, realtidskommunikation och noggranna materialinspektioner. För övervakning kunde chefer och specialister övervaka framstegen, ge instruktioner och ge råd om byggmetoder utan att vara på plats. Glasögonen visade också orderinformation, vilket möjliggjorde direkt jämförelse med levererade artiklar för att snabbt upptäcka avvikelser. Effektiviteten på plats förbättrades genom sömlös kommunikation mellan personal och experter på distans, vilket säkerställde omedelbar feedback och vägledning.

Convenience Butikspilot – Smart shoppingupplevelse: I samarbete med en världskänd närbutik i Japan och SMBC Group genomförde Cellid ett test i en riktig närbutik för att demonstrera shoppingupplevelsen med AR-glasögon. Mer än 300 deltagare deltog i testet, som omfattade automatisk produktigenkänning, personliga rekommendationer baserade på varor som lagts till i varukorgen (inklusive visning av rabattkuponger och vägbeskrivningar till produkternas placering) och betalning via AR-glasögonen.

CREST Medical AR-projekt – Validering av AR-glasögon för medicinskt bruk: Med hjälp av AR-glasögon i kliniska miljöer genomför detta projekt demonstrationsexperiment på kliniska platser för att utvärdera visningsmetoder som visar viktig information för kliniker under procedurer och förstorar bilder av behandlingsområden. Resultaten från dessa studier informerar applikationsprogramvara och gränssnittsmetoder för praktiska medicinska arbetsflöden. Arbetet är en del av Japans fleråriga JST CREST-program ("Realization of medical AR glasses using metamaterial technology", FY2024–2029; grant JPMJCR24R1), ett konsortium med Institute of Science Tokyo, Cellid och Mitsui Chemicals som omfattar materialutveckling, optisk design, etablering av tillverkningsprocesser, implementering av applikationsprogramvara och klinisk verifiering.

Cellid bidrar med sin expertis inom optisk simulering, vågledardesign och mjukvaruutveckling för att skapa ultralätta AR-glasögon lämpliga för kliniska miljöer. Projektet inkluderar klinisk validering med kirurger för att utvärdera visningsmetoder som stöder – men inte hindrar – medicinska procedurer. Prototyptestning kommer att informera både optisk design och gränssnittsanvändbarhet baserat på verklig kirurgisk feedback..

Dessa exempel visar hur Cellids hårdvara och SDK levererar pragmatiskt värde från dag ett – vilket förbättrar effektivitet, beslutsfattande och användarupplevelse i både detaljhandels- och arbetsmiljöer.

Hur står sig era egenutvecklade plastbaserade vågledare i jämförelse med traditionella glasalternativ vad gäller vikt, kraft och komfort?

På Cellid utvecklar vi vågledare i både plast och glas för att hantera olika AR-användningsfall. Våra vågledare i plast är betydligt lättare än glas, cirka 5 gram per monokulär enhet jämfört med cirka 8.2 gram för glas. Denna minskade vikt bidrar till den övergripande bärbarheten och komforten för dagligt bruk.

I pilotutvärderingar fick våra plastvågledare – med ett synfält på 30° – positiv feedback från användarna. På denna synfältsnivå är den optiska prestandan mellan plast och glas jämförbar.

Hållbarhet är ytterligare en fördel med plast. Cellids plastvågledare har klarat både amerikanska och japanska slagtester för glasögon utan att spricka. Däremot kräver glas vanligtvis ytterligare förstärkning för att uppfylla liknande säkerhetsstandarder. Detta framgår av det faktum att vanliga glasögonlinser är tillverkade av plast.

Medan plast är väl lämpat för många vardagliga användningsområden där lätta, kompakta AR-enheter är avgörande, erbjuder glas fortfarande fördelar i vissa scenarier i industriella miljöer där högre optisk klarhet prioriteras. Genom att erbjuda båda materialplattformarna kan Cellid påskynda ytterligare användningen av AR-glasögon för att möta olika användningsområden.

Vilka var de största utmaningarna inom teknik eller materialvetenskap med att integrera dessa komponenter i en bärbar formfaktor?

Den största utmaningen var miniatyrisering och att kompromissa med hur optiska element som vågledare och projektorer kunde komprimeras utan att försämra prestandan. Materialen måste vara tunna men ändå hållbara, optiskt effektiva men ändå tillverkningsbara i stor skala. Dessutom kunde utvecklingen av specialiserade material för vågledaren och en egenutvecklad tillverkningsprocess innebära utmaningar. Att hantera alla dessa faktorer krävde en nära integration mellan simulering och tillverkning.

Kan du förklara hur er simuleringsplattform fungerar och hur den minskar iterationstid och tillverkningskostnader?

På Cellid spelar simulering en avgörande roll för att accelerera utvecklingen och minska kostnaden för att få ut AR-hårdvara på marknaden. Vi använder patentskyddade verktyg för att utvärdera komplexa optiska komponenter – som vågledare, diffraktiva optiska element, hartser och beläggningar – innan några fysiska prototyper tillverkas. Genom att simulera hur dessa material presterar under olika förhållanden kan vi optimera för tydlighet, synfält och effektivitet tidigt i designprocessen. Detta hjälper till att minimera beroendet av trial-and-error-tillverkning, förkorta iterationscykler och sänka produktionskostnaderna.

Vilka funktioner erbjuder Cellids SDK utvecklare, och vad är nästa steg på planen?

Cellid tillhandahåller SDK:er för att importera kameraigenkända bilder, visa AR-bilder i specificerade utrymmen, visa smartphone-appdata och styra hårdvara implementerad i AR-glasögon, såsom mikrofoner och högtalare. Dessutom inkluderar Cellid SDK för referensdesignen ett API för generativ AI, vilket möjliggör dess användning i en mängd olika användningsfall. Genom att till exempel fråga via referensdesignen hur man använder en enhet framför dig kan enheten identifieras automatiskt, och användnings- och bruksanvisningarna kan visas. Genom att registrera innehåll till AR-markörer är det dessutom möjligt att känna igen AR-markörerna och visa innehållet i verkligheten, vilket gör att användare direkt kan kontrollera utrustningsmanualer och annan handsfree-information. Dessutom planeras ytterligare ögonstyrnings- och gestigenkänningsfunktioner för framtiden.

Dessa ansträngningar är inriktade på att möjliggöra snabbare utveckling, bredare enhetskompatibilitet och bättre anpassning mellan hårdvaruprestanda och mjukvarurespons – allt avgörande för att leverera nästa generations AR-bärbara enheter. Som utvecklare av AR-glasögon och programvara för rumslig igenkänning är Cellid unikt positionerat för att tillhandahålla en miljö som inkluderar SDK för snabb utveckling av applikationer som är lämpliga för AR-glasögon.

Vilka branscher fokuserar ni mest på, och varför är de bäst lämpade för AR-implementering på kort sikt?

Marknaden för AR-glasögon är för närvarande i ett tidigt skede, och implementeringen drivs av praktiska tillämpningar för visning av information, såsom aviseringar, väderuppdateringar, översättningar och integration med generativ AI. I dessa fall förväntas små, lätta enheter som kan ge tillräckligt användarvärde även med relativt smala betraktningsvinklar stödja den initiala marknadstillväxten.

Framöver förväntas efterfrågan öka på mer uppslukande upplevelser som videovisning, 3D-innehåll och interaktion med verkliga utrymmen (spatial computing). Följaktligen kommer vikten av breda betraktningsvinklar och högupplöst skärmprestanda att fortsätta växa.

Ur detta perspektiv identifierar vi två kortsiktiga segment där vågledarbaserade AR-glasögon erbjuder tydliga fördelar:

1. Ögonvård / daglig användning

Vågledarutveckling gör glasögonformade ("oftalmiska") AR-glasögon praktiska – samma generella form som vanliga glasögon – vilket positionerar dem som den troliga nästa stora enheten efter smartphones. Precis som med smartphones stöder denna formfaktor bred, daglig användning av individer och företag inom många applikationer. I takt med att vågledare blir mer kompakta och kostnadseffektiva driver de daglig konsumentanvändning – navigering, subtila uppmaningar och andra uppgifter på språng. Inom detaljhandeln är vår pilot ett exempel på vårt fokus.

2. Företags- och industriell verksamhet

Effektiva vågledare möjliggör realtidsdataöverlagringar för tekniker och fältpersonal, vilket bidrar till att minska fel och förbättra produktiviteten inom sektorer som tillverkning, logistik och sjukvård. Dessa "informationsdisplay"-scenarier passar dagens begränsningar vad gäller effekt och synfält samtidigt som enheterna hålls lätta.

Hur ser "vardaglig AR" ut om fem år?

Med tillkomsten av multimodal generativ AI kommer AR-glasögon att uppleva snabb tillväxt som ett av deras input/output-gränssnitt.

Vi föreställer oss en framtid där AR-glasögon blir en intuitiv och alltid aktiv följeslagare – en blandning av den digitala och fysiska världen genom sömlös interaktion och lättviktig design. Driven av den ständigt växande användningen av generativ AI kommer AR-glasögon också att utvecklas till att bli ett naturligt gränssnitt för att få tillgång till insikter i realtid, automatisera uppgifter och ta emot kontextuell hjälp.

På Cellid tror vi att vardagsanvändbarhet hänger på tre grundpelare: komfort, intelligens och energieffektivitet. Det är därför våra referensdesigner prioriterar ultralätt optik tillsammans med smala formfaktorer som liknar vanliga glasögon. Detta säkerställer att AR-glasögon kan bäras under längre perioder utan att bli trötta.

Framöver fortsätter vi att utveckla ett öppet ekosystem tillsammans med globala partners för att säkerställa att AR-glasögon inte bara ser ut och känns som vardagliga accessoarer utan också levererar ett bestående värde inom olika branscher. Oavsett om det gäller att navigera i städer, stödja fältarbete eller förbättra detaljhandelsupplevelser, kommer AR i allt högre grad att gå från att vara ett nytt gränssnitt till ett praktiskt verktyg som passar naturligt in i vardagen. I slutändan kommer AR att omdefiniera hur människor interagerar med både den fysiska och digitala världen och bli en kraftfull följeslagare till den mänskliga upplevelsen.

Tack för den fina intervjun, läsare som vill veta mer bör besöka Cellid.