現在、ベルリンの新興企業 Xavveo は、独自のチップをベースにしたディープテック建物認識テクノロジーで、最先端のデュアルユース プラットフォームで急成長するドローン検出/C-UAV、インフラ監視、境界セキュリティ市場を開拓するために拡大しています。
ザブヴェオの動きは、防衛分野の著名な顧客からの直接の需要に応じたものである。安価で容易に入手できる無人機は現代戦争の中心的な要素となりつつあり、西側諸国の防衛にとって大きな脅威となっている。たとえば、ロシアはウクライナに1日当たり200機以上の無人機を発射しており、これは過去最高となっている。
多くのドローンは多層防空システムを回避し、従来のレーダーでは大きく開いたままになっている近距離の隙間をすり抜けることができます。 Xavveo はそのギャップを埋めます。
さらに詳しく知るために、Xavveo CEO の Sven Otte 博士に話を聞きました。
Xavveo は、業界のベテランで Sicoya の元創設者である Sven Otte 博士 (CEO) と Stefan Meister 博士 (CTO) と、Intel のベテラン Ulrich Keil 博士 (エンジニアリング副社長) によって 2023 年にベルリンで設立されました。全員が豊富な経験をもたらしました。Otte 博士は、以前は Ametek、Amphenol、MergeOptics などの企業で指導的な役割を果たし、Meister 博士は以前、ベルリン工科大学でシリコン フォトニクスの責任者を務めていました。
Otte 氏によると、彼の経歴は光学と光データ通信に根ざしています。
「私は根っからのエンジニアで、博士号を持っています」と彼は説明し、光データ通信システムのチップ設計から始まり、Ametek、Amphenol、MergeOptics などの企業でエンジニアリング管理、事業開発、経営幹部のリーダー職を経て、最終的には米国の大企業の事業部門全体を経営するまでに至ったキャリアについて説明します。
新しいセンシングアーキテクチャの構築
Xavveo の起源は、シリコン フォトニクス (CMOS シリコンを使用した光信号処理) を市場に押し出す初期の試みに遡ります。
この技術は「時期尚早」と言われた後、彼は Sicoya を共同設立し、チームはデータセンター向けのシリコンフォトニックトランシーバーチップとモジュールを開発しました。そこから、Otte と彼の共同創設者は、シリコン フォトニクスと光ファイバーを通信インフラを超えてどのように応用できるかを探求し始めました。
チームは、ベルリン工科大学の元シリコンフォトニクス部長である Meister 氏と Keil 氏とともに、自律システム用の新しい認識アーキテクチャのアイデアを開発しました。
オッテ氏によると、ロボット、ドローン、無人車両、ヒューマノイドロボットに至るまで、認識は依然として「自律システムにおける最大の問題の一つ」であり、創設者らは既存のカメラやレーザースキャナーベースのアプローチは根本的に改善できると信じていたという。
自律的な知覚のための新しいアーキテクチャ
特許取得済みのチップとシステム設計に基づいて、Xavveo は従来のレーダーを段階的に改良するのではなく、独特の知覚アーキテクチャを提供します。独自のフォトニックおよびファイバーベースのテクノロジーに基づいて構築されており、既製のコンポーネントから複製することはできず、あらゆる環境にわたって高解像度の分散センシングを実現します。
しかし、それはどのように機能するのでしょうか?
Otte 氏は、同社のセンシング アーキテクチャがツリー構造に似ていると説明します。このモデルでは、光ファイバー ケーブルが「幹と枝」として機能し、分散センシング要素がシステム全体に接続された「葉」として機能します。ルートには中央演算および信号処理ユニットがあり、アセンブリ全体が複数の切り離されたシステムとしてではなく、「1 つの大きなセンサー」として動作できるようになります。
個々のセンシング コンポーネントは、従来のセンサーの簡素化されたバージョンです。たとえば、システムは完全なカメラ モジュールを展開するのではなく、基礎となる CMOS センサー チップのみを使用します。
レーダー、赤外線、音響センサーなどの追加のセンシングモダリティも、同じ光ファイバーアーキテクチャに統合できます。
「すべての信号処理は中央で行われます」とオッテ氏は説明し、これにより「非常に高い周波数で動作する非常に大規模な分散センシング システム」の構築が可能になります。
シャブヴェオが守備に軸足を移した理由
同社は当初、自動運転に注力し始めた。オッテはこう説明した。
「私たちは光ファイバーを車内に導入し、車両の周囲（フロント、リア、サイド）にレーダー センサーを取り付け、1 つの 360 度センシング システムを作成しました。結果として得られたセンサーは、市場にある他のセンサーよりも実際に 10 ～ 20 倍優れていました。私たちは 0.1 度未満の解像度を達成しました。これは通常、カメラまたは LiDAR システムのみが達成できることです。」
この成果は物理学によるものです。
「既存のシステムでは、低周波数で動作する大規模な分散アーキテクチャか、高周波数で動作する小規模システムのどちらかを選択する必要があります。
一方の制限がもう一方の制限を補います。私たちが行っているのは、大規模な分散センシングと非常に高い周波数を組み合わせることです。この組み合わせにより、パフォーマンスが大幅に向上します。」
価格比較の観点から見ると、従来の自動運転スタックは通常、複数の LiDAR、レーダー、カメラ、広範なケーブル配線、個別のコンピューティング システムの組み合わせに依存しています。従来の完全なセンシングおよびコンピューティング アーキテクチャと比較すると、同社の光ファイバー システムは全体的に安価です。
しかし、チームは、米国と中国のエコシステムが商用自動運転の導入に向けて競争している間に、まったく新しい認識アーキテクチャを採用するよう説得するには時間がかかることに気づきました。
そこで彼らは、チームのチームとその摂理が競争上の優位性をもたらす、防衛関連の用途、特に自動輸送、物流、境界防御に拡大しました。
Otte 氏が語ったように、「防衛産業の顧客は、テクノロジーがどこで開発されるかについて非常に意識しています。彼らは、米国や中国のテクノロジーを使用することをはるかに躊躇しています。」
現代の防空のための分散型センサー ネットワーク
Xavveo の光ファイバー センシング アーキテクチャは、特に小型ドローンや低高度航空の脅威を検出するために、従来の境界セキュリティおよび防空システムの制限を克服するように設計されています。
オッテ氏はこう主張する。
「私たちは単にレーダー会社を設立しているのではありません。これはまったく新しい知覚アーキテクチャです。
私たちは追加のセンシングモダリティを統合し、輸送、ドローン、自律システムにわたるプラットフォーム企業と協力しています。 Xavveo の光ファイバー アーキテクチャは、レーダー、赤外線センサー、カメラ、音響センシングを単一の分散システムに組み合わせて境界を保護できます。
「従来のレーダーシステムは、長距離から接近する航空機や巡航ミサイルを検知するように設計されていました。それらは低周波数で動作し、ドローンにとって解像度が低いです。また、レーダーの近くに死角がある傾向があります。なぜなら、レーダーシステムは1～2キロメートル以内に突然現れる小型ドローン用に設計されていないからです。」
Xavveo は、このギャップに対処するために PAIR-500 および PAIR-5000 システムを開発し、クラス 1 ドローン、FPV プラットフォーム、および 5 ～ 10 km の近距離範囲内の低高度監視航空機を含む小型空中ターゲットの検出を可能にしました。
「ほとんどのレーダー システムは、リフレッシュが 1 秒に 1 回かそれより遅いです」と彼は言います。
「私たちのシステムは 1 秒あたり 20 ～ 30 回更新され、ドローンをリアルタイムで継続的に追跡できるようになります。ドローンを分類し、ドローンの種類を識別し、ドローンと鳥を区別することができます。
また、多くのレーダーシステムがドローンを周囲の建物やインフラから分離するのに苦労している都市環境でも効果的に運用できます。」
このプラットフォームの分散設計により、単一障害点を導入することなく環境全体に拡張できると同時に、従来の境界セキュリティ レーダー システムと比較して誤警報率も低減されます。
重要なのは、このシステムは、これらの用途の他のシステムでは現在使用されていない独自の高周波数で動作するため、従来のレーダー妨害に対する脆弱性がはるかに少ないことです。
「従来のレーダー技術は、従来のプリント基板や銅の相互接続ではそれらの周波数を効果的に処理できないため、これらの周波数では困難を抱えています。光ファイバーならそれが可能です。」
GPS や 5G なしで動作する機能
通信環境が悪化した場合でもシステムは稼働し続けることができます。オッテはこう説明した。
「私たちは GPS や 5G に依存していません。接続があれば、複数のシステムが情報を共有し、接続された運用状況を構築できるので便利です。
また、クラウド内でニューラル ネットワークを再トレーニングするのにも役立ちます。ただし、接続が切断されても、システムは自律的に動作し続けます。彼らに必要なのは力だけだ。」
Xavveo は現在、小型無人航空機システムを検出および分類するためのより効果的な手段を模索する関係者を含む防衛および航空宇宙組織と協議中です。
同社は現在従業員約 50 名を擁し、Vsquared Ventures や imec.xpand などの投資家から資金を調達しています。