Др. Маріо Панікка, генеральний директор ANELLO Photonics – Серія інтерв’ю

Др. Маріо Панікка є досвідченим генеральним директором у долині Силіконової, співзасновником і головою компанії Anello Photonics, де він очолює місію компанії з революціонізування систем навігації за допомогою передових фотонних технологій. Як піонер у галузі силіконової фотоніки та інерційної навігації, він раніше понад два десятиліття працював у компанії Intel, де він став Інтел-Феллоу і очолював програму силіконової фотоніки компанії, перетворивши її на комерційно успішну технологію, яка використовується у всьому світі. Він має ступінь доктора філософії з фізики твердого тіла університету Пердью і є членом Інституту інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE), Міжнародного товариства оптики та фотоніки (SPIE) та Оптичного товариства (OSA), а також членом Національної інженерної академії США.

Anello Photonics переосмислює інерційну навігацію за допомогою свого оптичного гіроскопа SiPhOG, компактного високоточного датчика, виготовленого за допомогою силіконової фотоніки. На відміну від традиційних волоконно-оптичних гіроскопів, рішення Anello повністю інтегровано на фотонній чипі, забезпечуючи виняткову точність при зменшенні розміру, ваги, потужності та вартості. Призначений для середовищ, де відсутній сигнал GPS, ця технологія підтримує автономну навігацію в таких галузях, як робототехніка, аерокосмічна промисловість, оборона та промислову автоматизацію.

Що спонукає вашу пристрасть до інновацій, особливо на перетині силіконової фотоніки та автономності?

Моя мотивація випливає з довічного захоплення тим, як силіконова фотоніка може вирішувати критичні реальні проблеми і порушувати галузі. Коли ми розпочали роботу зі силіконової фотоніки в Intel, це було безумною ідеєю будувати оптичні пристрої з силікону. Ми довели всім, що ми не помиляємося, і розробили не тільки технологію силіконової фотоніки, а й цілу галузь, і сьогодні ця технологія використовується у всіх центрах даних світу. У компанії ANELLO ми знову розпочали з сміливої ідеї привести інтегровану силіконову фотоніку для порушення ринкової навігації.

З створенням першого у світі силіконового фотонного гіроскопа – SiPhOG ми змогли розробити зовсім нові продукти та рішення для ринків, яким потрібна високоточна навігація, яка раніше була недоступна через високу вартість існуючих рішень.

Ми переосмислюємо те, що можливе завдяки введенню високопродуктивної точності, низької похибки, оптичних гіроскопічних датчиків з радикальним покращенням розміру, ваги та потужності для автономного ринку. Це відкриває зовсім нові застосування та випадки використання в усіх галузях – від будівництва, сільського господарства, транспорту, робототехніки, БПЛА – безпілотних літальних апаратів, БПС – безпілотних поверхневих суден, автономних транспортних засобів та, звичайно ж, оборони.

Що надихнуло на створення компанії ANELLO, і як середовища без сигналу GPS вплинули на вашу дорожню карту?

Компанія ANELLO Photonics була заснована для вирішення зростаючої прогалини в галузі: сучасні волоконно-оптичні гіроскопи (FOG) дуже точні, але великі, громіздкі та дуже дорогі. Тому вони використовуються лише для дуже високих застосунків, таких як винищувачі, підводні човни, міжконтинентальні балістичні ракети тощо. З іншого боку, є мікроелектромеханічні системи (MEMS) на основі гіроскопів, які використовуються у всіх споживчих пристроях, таких як телефони, навушники, годинники тощо. Ці пристрої мають дуже великий обсяг виробництва (більше мільярда одиниць виготовляється щороку), але вони страждають від похибки через температуру, вібрацію та електромагнітні впливи.

Таким чином, вони не можуть бути використані для високоточної навігації. Оскільки потреба в автономності зростала за останні кілька років, виникла зростаюча прогалина посередині. Ми побачили цю можливість і сказали: “що якщо ми зможемо побудувати волоконно-оптичний гіроскоп за допомогою силіконової фотоніки?” – тоді ви можете привнести високопродуктивну здатність у компактний форм-фактор для масового ринку.

Це призвело до розробки гіроскопа ANELLO SiPhOG. Потім ми почали розглядати рішення навігації, які можна було побудувати з SiPhOG, і ми зрозуміли, що ми можемо доставити ефективні продукти з високою продуктивністю, які дозволять навігацію в середовищах без сигналу GPS. Коли почали поширюватися порушення сигналу GPS і його відсутність, компанія ANELLO була готова скористатися цією можливістю, і ми створили продукти та дорожню карту, спрямовані на доставку систем навігації без сигналу GPS, які забезпечують рівень продуктивності FOG для масового ринку як в промислових, так і в оборонних застосуваннях.

Як гіроскоп ANELLO SiPhOG відрізняється від традиційних FOG і систем MEMS?

Основна фізика роботи FOG і SiPhOG подібна, тобто заснована на ефекті Саньяка. Однак для SiPhOG ми взяли всі окремі оптичні компоненти, які знаходяться в FOG сьогодні (дивайдери, куплери, фазові модулятори, детектори, поляризаційні фільтри, волоконні спайки тощо) і інтегрували їх усі на крихітній фотонній інтегрованій силіконовій чипі, який виготовляється так само, як і стандартні інтегральні електронні схеми. Ця фотонна чипка замінює всю ручну збірку та вирівнювання, є більш надійною і може бути виготовлена у великих обсягах. Ми також створили нову надзвичайно чутливу та низькопотужну електронну систему, яка контролює фотонну чипку та вимірює оптичні сигнали та фазу Саньяка та швидкість обертання.

Все це виготовляється та збирається за допомогою тих самих високовольних методів збірки “взяти та розмістити”, які використовуються у галузі електроніки сьогодні. Коли зібрано, наш SiPhOG забезпечує ту саму низькопохибну продуктивність гіроскопа, як і FOG, але у набагато компактнішому, менш потужному та масштабованому рішенні, яке фактично поміщається в долоню руки. Це саме те, чому ми називаємо його “волоконним гіроскопом на чипі”. На відміну від гіроскопів MEMS, які часто мають похибку вже через секунди та чутливі до температури та вібрації, гіроскоп ANELLO SiPhOG – оскільки він заснований на фотонах – не чутливий до жодного з цих впливів. Коли поєднано у системі, це забезпечує стійку, довготривалу інерційну навігацію у середовищах без сигналу GPS або у спофінгованих середовищах, що робить його ідеальним рішенням для автономності на землі, в повітрі та на морі.

Які ризики несуть у собі зростаючі порушення сигналу GPS та спофінг, і чому залежність від GPS є незастосовною?

Порушення сигналу GPS та спофінг посилилися у всьому світі, становлячи великі загрози для автономних платформ, військових операцій та критичної інфраструктури. Наприклад, у 2025 році ми вже бачимо зростання спофінг-інцидентів у світі на 500%. Ми також бачимо близько 700 порушень сигналу та спофінгів на день, і близько 1 500 польотів спофінгуються щодня по всьому світу. Системи, які залежать виключно від сигналу GPS, вразливі до похибок позиціонування та навіть повної відмови у середовищах, де сигнал GPS відсутній або погіршений – вони просто не працюють. Чи то в міських каньйонах, підземних тунелях чи зонах бойових дій, залежність лише від сигналу GPS є високим ризиком.

Якщо ви втрачаєте сигнал GPS, ви не знаєте, де ви знаходитеся, і тоді ви не знаєте, куди ви йдете. Це становить великі питання безпеки для систем навігації, які залежать від сигналу GPS. Хоча системи на основі FOG безумовно доступні, вони часто занадто дорогі та великі для розгортання на масовому ринку. Однак тепер з високопродуктивними інерційними системами від ANELLO – на основі SiPhOG – ми можемо забезпечити стійкий шар рішень для навігації, які працюють у разі відмови сигналу GPS або його відсутності.

Як система ANELLO пропонує альтернативу “ґрунтової правди” у середовищах з порушенням сигналу GPS?

Системи інерційної навігації ANELLO використовують наш унікальний оптичний гіроскоп SiPhOG, поєднаний з процесором, алгоритмами сенсорної фузії на основі штучного інтелекту, прискорювачами та іншими датчиками для доставки рішення навігації в реальному часі. Оскільки наш SiPhOG має таку високу точність, наші продукти не залежать від нічого зовнішнього, що забезпечує реальну “ґрунтову правду”. Що ми можемо зробити тоді, так це доставити стійку та безперервну навігацію без сигналу GPS, коли і де сигнал GPS недоступний. Крім того, ми відстежуємо в реальному часі нашу позицію, порівнюємо її з позицією сигналу GPS, і якщо наше рішення виявляє спофінг або порушення сигналу GPS, воно безперешкодно перейде до режиму навігації ANELLO, забезпечуючи безперервне, надійне та точне відстеження позиції.

По суті, технологія оптичного гіроскопа ANELLO забезпечує будь-якій рухомій системі довірене рішення “ґрунтової правди” безперешкодно та надійно – завжди, коли сигнал супутника компрометований. Це не тільки для автономних транспортних засобів, але також для пілотованих транспортних засобів, які не мають сигналу GPS. Подумайте про місця в зонах конфліктів, де відбувається порушення сигналу GPS та спофінг. Як медичні рятувальники навігають, щоб врятувати людей, коли у них немає сигналу GPS або вони не знають, куди йти?

Який поточний випадок використання перевищує межі, і де є можливість для масштабування в найближчому майбутньому?

Ми бачимо високий попит на промислові випадки використання, такі як будівництво, точне сільське господарство, робототехніка та, звичайно ж, оборонні застосування на землі, в повітрі та на морі. На орчих землях, шахтах та поза дорогою середовищах, де сигнал GPS обмежений або періодичний – або зовсім відсутній, рішення системи інерційної навігації ANELLO та інерційної вимірювальної одиниці (IMU) підтримують автономні системи, які працюють з точністю на рівні сантиметрів. У сфері оборони платформи, такі як БПС – безпілотні поверхневі судна або БПЛА, які залежать від сигналу GPS для навігації, користуються інтеграцією ANELLO з поширеними автопілотами або іншими відповідними датчиками, які дозволяють здійснювати навігацію без сигналу GPS протягом тривалого часу в складних середовищах.

Оглядаючи майбутнє, більш екстремальні випадки, такі як гіперзвукові літаки, вимагають ще більшої точності через швидкості, з якими вони рухаються – але все ще хочуть низької потужності та компактного розміру. Оглядаючи майбутні застосування, такі як доставочні БПЛА або споживчі БПЛА, та/або носимі та портативні пристрої, галузь буде хотіти ще менших форм-факторів та нижчої потужності. Це одна з переваг, яку забезпечує інтегрована силіконова фотоніка. Ми можемо продовжувати інтегрувати, зменшувати розмір, знижувати потужність, але доставляти високопродуктивну здатність. Оскільки випадки використання автономності зростають, можливість доставки SiPhOG у великих обсягах та масштабуванні буде критично важливою. Це одна з ключових переваг, яку ми розробили в компанії ANELLO.

Як інерційні системи, такі як ANELLO, підтримують безпеку в контекстах, таких як розгортання роботаксі компанії Tesla?

Оскільки автономні транспортні засоби стають масовими, безпека в регіонах без сигналу GPS стає критичною. Системи інерційної навігації ANELLO забезпечують безперервну продуктивність, підтримуючи точну локалізацію, коли сигнал супутника втрачено або компрометований. У разі порушення сигналу GPS та спофінгу наші рішення, що працюють на основі SiPhOG, забезпечують, що транспортний засіб залишається просторово усвідомленим і знає, що є реальним, а що компрометованим. Це дозволяє здійснювати безпечне маневрування або контрольовану навігацію, що є ключовим для затвердження та розгортання роботаксі, автономних вантажівок та систем мобільності нового покоління. Наші рішення були розроблені з урахуванням Автомобільного рівня безпеки (ASIL), тому ми готові до розгортання цих ринків, коли вони зростуть та еволюціонують. Ми вважаємо, що ANELLO буде у центрі автономності в майбутньому.

Як двигун сенсорної фузії ANELLO на основі штучного інтелекту покращує стійкість у довготривалих сценаріях без сигналу GPS?

У всіх наших продуктах та рішеннях наш пропрієтарний двигун сенсорної фузії на основі штучного інтелекту обробляє та відстежує в реальному часі інерційну позицію та позицію сигналу GPS кожні ~10 мс. Через це наші рішення можуть динамічно визначати аномалії, такі як спофінг, порушення сигналу або поштовхом індуковані похибки. Система автоматично виправляє та перемикається між режимами сенсорів без будь-якого втручання людини – завжди визначаючи, що є правильним, а що неправильним. Двигун сенсорної фузії ANELLO на основі штучного інтелекту постійно тестується та оптимізується нашою командою у різних промислових та оборонних застосуваннях на полі та на землі, в повітрі та на морі. Це дозволяє швидше впровадження та реальне використання наших рішень для клієнтів. Результатом є не тільки неперевершена надійність та продуктивність для цих складних автономних застосунків, але також швидше розгортання для наших клієнтів, щоб вони могли швидко вирішувати свої проблеми.

Що очікує силіконову фотоніку в автономності, штучному інтелекті та робототехніці протягом наступних 5-10 років?

За наступне десятиліття інтегрована силіконова фотоніка стане основою майбутнього автономності, особливо у середовищах без сигналу GPS або у спофінгованих середовищах. Оскільки зростає попит на стійкі системи навігації у галузях робототехніки, оборони, аерокосмічної промисловості та промислової автоматизації, фотонні сенсори, такі як гіроскоп ANELLO SiPhOG, будуть лідерами переходу від великих, громіздких, високопотужних та дорогих рішень до менших, високовольних, компактних та легко інтегрованих рішень для масового ринку. Як і в галузі електроніки, ми продовжимо інтегрувати все більше функцій на нашій силіконовій фотонній чипці, забезпечуючи більше функцій та нижчу вартість.

Крім того, ми продовжимо інтегрувати електроніку з більшими функціями та меншим форм-фактором, і колись все це буде на крихітній чипці, меншій за ваш палець. Ця повністю інтегрована крихітна чипка принесе той самий рівень продуктивності на ринок споживчих товарів. Подумайте про це, ANELLO не тільки буде у кожному автономному транспортному засобі, але також у кожному розумному годиннику, кожному смартфоні – у всьому, що рухається або позиція якого важлива. Чи є сигнал GPS, чи ні, більше немає проблем з тим, що ви загубились або не знаєте, де ви знаходитеся, оскільки ви знаєте, що ANELLO завжди з вами.

Що вас найбільш захоплює, і як інженери або уряди можуть взаємодіяти з компанією ANELLO?

Мене захоплює, як швидко наша технологія приймається – від сільського господарства до робототехніки та оборони. Ми працювали над тим, щоб наші системи були легкими у встановленні, зручними у використанні та працювали бездоганно. Деякі з цих систем можна встановити у транспортному засобі менше ніж за 15 хвилин. Відгуки клієнтів про те, як швидко ми вирішуємо їхні проблеми, справді роблять нас переконаними, що ми допомагаємо суспільству. Наші інженери працюють та спілкуються безпосередньо з нашими клієнтами. Ми працюємо з клієнтами, ми на їхніх човнах, тестуючи в реальному часі з ними, ми літаємо на їхніх платформах БПЛА та аналізуємо дані поруч з ними, доробляючи наші алгоритми, щоб забезпечити, що наші рішення працюють на їхніх платформах.

Це дозволяє нам бачити в реальному часі, як наші рішення підтримують наших клієнтів та вирішують їхні проблеми. Ми бачимо все більше клієнтів, які приходять до нас і кажуть: “Треба мати ANELLO”. Це в кінцевому підсумку робить всю нашу важку роботу та зусилля цілком виправданими. І ми робимо це в 여러 галузях. Інженери люблять цю прямую взаємодію з клієнтами, яка дозволяє нашим командам вирішувати реальні проблеми. Ми прийняли сміливе рішення створити щось, чого ніколи не було раніше. Ми зробили це, але як інженер за походженням, ми тільки на початку, і багато цікавих розробок лежить попереду. Ми продовжимо змінювати галузь навігації та доставляти рішення, які забезпечать можливості навігації без сигналу GPS усьому світу. Ми запрошуємо наших партнерів – інженерів, системних інтеграторів, урядових агентств тощо – співпрацювати з нами, отримувати наші набори для оцінки, тестувати наші продукти, тестувати на ваших платформах, і давайте допоможемо вам. Зв’яжіться з нами – Разом ми можемо будувати майбутнє навігації.

Дякуємо за велике інтерв’ю. Читачам, які бажають дізнатися більше, рекомендуємо відвідати Anello Photonics.