Biomatériaux Atacama est une startup combinant architecture, apprentissage automatique et génie chimique pour créer des matériaux écologiques aux applications multiples. Passionnée d'innovation durable, sa co-fondatrice Paloma Gonzalez-Rojas SM '15 ans, doctorat '21 souligne ici comment le MIT a soutenu le projet à travers plusieurs de ses initiatives entrepreneuriales et réfléchit au rôle du design dans la construction d'une vision holistique pour une entreprise en expansion.
Question : Quel rôle voyez-vous votre startup jouer dans le domaine des matériaux durables ?
UN: Atacama Biomaterials est une entreprise dédiée à la promotion de matériaux durables grâce à une technologie de pointe. Avec mon co-fondateur José Tomas Dominguez, nous travaillons au développement de notre technologie depuis 2019. Nous avons initialement lancé l'entreprise en 2020 sous un autre nom et avons reçu bac à sable fonds l’année suivante. En 2021, nous avons traversé Le moteurde l'accélérateur, Blueprint, et a changé notre nom pour Atacama Biomaterials en 2022 lors de la MITdesignX programme.
Cette technologie que nous avons développée nous permet de créer notre propre bibliothèque de données et de matériaux en utilisant l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, et sert de plate-forme applicable horizontalement à diverses industries : les biocarburants, les médicaments biologiques et même l'exploitation minière. Verticalement, nous produisons des polymères et des emballages d'origine biologique peu coûteux, d'origine régionale et respectueux de l'environnement, c'est-à-dire des plastiques naturellement compostables comme produit phare, aux côtés de produits d'IA.
Question : Qu’est-ce qui vous a motivé à vous lancer dans les biomatériaux et à fonder Atacama ?
UN: Je viens du Chili, un pays avec une géographie et une nature magnifiques et riches où l'on peut constater tous les problèmes liés à l'industrie, à la gestion des déchets et à la pollution. Nous avons nommé notre entreprise Atacama Biomaterials parce que le désert d’Atacama au Chili – l’un des endroits au monde où l’on peut le mieux voir les étoiles – est en train de devenir un dépotoir de plastique, comme beaucoup d’autres endroits sur Terre. Je me soucie profondément de la durabilité et j'ai un attachement émotionnel à mettre fin à ces problèmes. Étant donné que le secteur manufacturier représente 29 % des émissions mondiales de carbone, il est clair que la durabilité a un rôle à jouer dans la façon dont nous définissons la technologie et l’entrepreneuriat, ainsi qu’une dimension socio-économique.
Quand je suis arrivé au MIT, c'était pour développer des logiciels dans le département d'architecture du Groupe de conception et de calcul, avec les professeurs du MIT Svafa Gronfeldt comme co-conseiller et Regina Barzilay comme membre du comité. Au cours de mon doctorat, j'ai étudié les méthodes d'apprentissage automatique simulant le mouvement des piétons pour comprendre comment les gens se déplacent dans l'espace. Dans mon travail, j'utilisais beaucoup de plastiques pour l'impression 3D et je ne pouvais m'empêcher de penser à la durabilité et au changement climatique. J'ai donc contacté des professeurs de science des matériaux et de génie mécanique pour étudier les biopolymères et les matériaux biosourcés dégradables. C'est ainsi que j'ai rencontré mon co-fondateur, alors que nous travaillions tous les deux avec le professeur Neil Gershenfeld du MIT. Ensemble, nous avons fait partie de l'une des premières équipes au monde à imprimer en 3D des fibres de bois, ce qui est difficile – c'est lent et coûteux – et nous avons rapidement opté pour un emballage durable.
J'ai ensuite gagné une bourse de MCSC (le MIT Climate and Sustainability Consortium), ce qui m'a donné la liberté d'explorer davantage, et j'ai finalement obtenu un postdoctorat en génie chimique au MIT, guidé par le professeur Gregory Rutledge du MIT, physicien des polymères. C’était inattendu dans mon parcours professionnel. Gagnant Nucléate Eco Track 2022 et le Prix de l'innovation MITdesignX en 2022 a présenté Atacama Biomaterials comme l'une des startups émergentes de la scène biotechnologique et climatique de Boston.
Question : Quel est votre processus pour développer de nouveaux biomatériaux ?
UN: Mes recherches doctorales, associées à mon expérience en développement de matériaux et en dynamique moléculaire, m'ont fait prendre conscience que les principes que j'avais étudiés pour simuler le mouvement des piétons pouvaient également s'appliquer à l'ingénierie moléculaire. Cette connexion peut paraître peu conventionnelle, mais pour moi, c'était une progression naturelle. Au début de ma carrière, j'ai développé une intuition pour les matériaux, comprenant leur mécanique et leur physique.
En utilisant mon expérience et mes compétences, et en tirant parti de l’apprentissage automatique comme saut technologique, j’ai appliqué un cadre conceptuel similaire pour simuler les trajectoires des molécules et trouver des applications potentielles dans les biomatériaux. Faire ce parallèle et ce changement était incroyable. Cela m'a permis d'optimiser un logiciel de dynamique moléculaire de pointe pour qu'il fonctionne deux fois plus vite que les technologies plus traditionnelles grâce à mon algorithme présenté à la Conférence internationale sur l'apprentissage automatique cette année. Ceci est très important, car ce type de simulation prend généralement une semaine, donc la réduire à deux jours a des implications majeures pour les scientifiques et l'industrie, dans les domaines de la science des matériaux, du génie chimique, de l'informatique et des domaines connexes. Un tel travail a grandement influencé la création d’Atacama Biomaterials, où nous avons développé notre propre IA pour déployer nos matériaux. Dans le but d'atténuer l'impact environnemental de la fabrication, Atacama vise une réduction de 16,7 % des émissions de dioxyde de carbone associées au processus de fabrication de ses polymères, grâce à l'utilisation d'énergies renouvelables.
Une autre chose est que j'ai suivi une formation d'architecte au Chili et que mon diplôme comportait une composante design. Je pense que le design me permet de comprendre les problèmes à un niveau très élevé et la façon dont les choses s'interconnectent. Cela a contribué au développement d’une vision holistique d’Atacama, car cela m’a permis de passer d’une technologie ou d’une discipline à une autre et de comprendre des applications plus larges au niveau conceptuel. Notre approche de conception signifiait également que la durabilité était au centre de notre travail dès le début, et non seulement un plus ou un coût supplémentaire.
Question : Quel a été le rôle de MITdesignX dans le développement d’Atacama ?
UN: Je connais Svafa Grönfeldt, directrice de la faculté du MITdesignX, depuis près de six ans. Elle était co-directrice de mon doctorat et nous entretenions une relation mentor-mentoré. J'admire le fait qu'elle ait créé un espace permettant aux personnes intéressées par les affaires et l'entrepreneuriat de grandir au sein du Département d'architecture. Elle et le directeur exécutif Gilad Rosenzweig nous ont donné des conseils fantastiques et nous avons reçu un soutien important de la part de mentors. Par exemple, Daniel Tsai nous a aidé en matière de propriété intellectuelle, notamment un brevet crucial pour Atacama. Et nous sommes toujours en contact avec le reste de la cohorte. J’aime beaucoup cette approche « concevez votre entreprise », que je trouve assez unique, car elle nous donne l’opportunité de réfléchir à qui nous voulons être en tant que designers, technologues et entrepreneurs. L'étude des informations des utilisateurs nous a également permis de comprendre la large applicabilité de nos recherches et d'aligner notre vision sur les demandes du marché, faisant finalement d'Atacama une entreprise ayant une perspective holistique sur le développement de matériaux durables.
Question : Comment Atacama aborde-t-elle la mise à l’échelle et quelles sont les prochaines étapes immédiates pour l’entreprise ?
UN: Quand je pense à réaliser notre vision, je me sens vraiment inspiré par ma fille de 3 ans. Je veux qu'elle découvre un monde d'arbres et d'animaux sauvages lorsqu'elle aura 100 ans, et j'espère qu'Atacama contribuera à un tel avenir.
Pour revenir au point de vue du concepteur, nous avons conçu l'ensemble du processus de manière globale, depuis la matière première jusqu'au développement des matériaux, en intégrant l'IA et la fabrication avancée. Après avoir prouvé qu'il existe une demande pour les matériaux que nous développons et après avoir testé nos produits, nos processus de fabrication et notre technologie dans des environnements critiques, nous sommes désormais prêts à évoluer. Notre niveau de préparation technologique est comparable à celui utilisé par la NASA (niveau 4).
Nous avons la preuve de concept : un matériau d'emballage biodégradable et recyclable qui est rentable et économe en énergie en tant que catalyseur d'énergie propre dans la fabrication à grande échelle. Nous avons reçu un financement de pré-amorçage et nous évoluons de manière durable en tirant parti des ressources disponibles dans le monde entier, comme la réutilisation des machines de l'industrie papetière. Comme présenté lors de la récente conférence sur le développement durable du MIT Industrial Liaison et du programme STEX, contrairement à nos concurrents, nous bénéficions d'un coût parité avec les matériaux d'emballage actuels, ainsi que des processus à faible consommation d'énergie. Et nous avons également prouvé la demande pour nos produits, ce qui a constitué une étape importante. Nos prochaines étapes consistent à étendre stratégiquement nos capacités de fabrication et nos installations de recherche et nous évaluons actuellement la construction d'une usine au Chili et la création d'un laboratoire de R&D ainsi qu'une usine de fabrication aux États-Unis.
