La empresa estadounidense Aether Biomachines marcó un hito al comenzar a producir, a escala industrial, nuevos materiales desarrollados con inteligencia artificial. Su primer producto es RapidPrint™, un filamento de polímero que permite imprimir a una velocidad cuatro veces mayor que las alternativas actuales. Pronto sumarán Ultra Print, un compuesto con la resistencia del aluminio de grado aeronáutico y la mitad de peso.
Pero estos productos son apenas el comienzo. Lo que distingue a la tecnología de Aether no es solo su capacidad para crear nuevos materiales, sino la posibilidad de identificarlos con inteligencia artificial y luego fabricarlos, átomo por átomo.
"Una de las cosas en las que nos hemos vuelto muy buenos es en identificar nuevas especies moleculares y fabricarlas muy rápidamente", me dijo Pavle Jeremić, director ejecutivo y fundador de Aether Biomachines.
La empresa trabajó durante siete años en modo sigiloso, con perfil bajo. Ahora comenzó a compartir los resultados de su investigación y a escalar la producción a nivel industrial.
Ingeniería molecular
Desde la publicación del emblemático libro Engines of Creation, de Eric Drexler, en 1990, los investigadores imaginaron nanomáquinas: pequeños robots capaces de descomponer la materia y rearmarla en cualquier forma. Jeremić se formó en ingeniería biomolecular en la Universidad de California en Davis, donde estudia cómo operan los procesos naturales a esa escala.
El libro influyó de forma decisiva en su visión, aunque en lugar de imaginar nanobots mecánicos como los de Drexler, él proyectaba un futuro basado en la biotecnología. De ahí el nombre de la empresa: Biomachines.
La naturaleza resulta mucho más eficiente que la fabricación humana cuando se trata de producir materiales de alto rendimiento. La fibra de aramida —el material sintético que se usa en los chalecos antibalas de Kevlar— necesita altas temperaturas y presiones, ingredientes muy específicos (como diaminas aromáticas y haluros de diácido aromático) y una planta industrial de gran escala. En cambio, la seda de araña, que es aún más resistente, se produce a demanda, a temperatura ambiente y baja presión, a partir de un órgano del tamaño de un grano de arena. La única materia prima que necesita una araña para fabricar seda es un suministro de moscas muertas.
El trabajo de Aether Biomachines se parece más al de una araña que al de una fábrica. Utiliza procesos biológicos diseñados para producir materiales con las propiedades exactas requeridas, de forma eficiente y a bajo costo.
Un mapa del tesoro de IA para descubrir nuevos materiales
El desarrollo de RapidPrint comenzó con un objetivo claro: identificar un material nuevo que sirviera para esa aplicación.
"Lo que intentábamos descubrir era qué tipo de molécula, que en su estado inicial fluiría, luego a una temperatura específica se polimerizaría y endurecería rápidamente", explicó Jeremić.
El material que buscaban era un prepolímero innovador, el componente clave que permite que se endurezca apenas segundos después de salir de la impresora.
Desde hace tiempo, los investigadores utilizan enzimas biológicas para distintos procesos industriales —de hecho, son las enzimas que descomponen las manchas las que hacen que un detergente sea "biológico"—. Pero una de las capacidades distintivas de Aether Biomachines es su habilidad para diseñar y fabricar nuevas enzimas pensadas para tareas muy puntuales.
Una enzima puede entenderse como una máquina molecular que modifica otras moléculas. Una vez que se define la tarea que debe cumplir, el desafío pasa a ser encontrar una enzima capaz de hacerla. Estas enzimas sintéticas no existen en la naturaleza y son relativamente fáciles de producir. El problema es que hay miles de millones de proteínas posibles, ya que pueden formarse con combinaciones distintas de aminoácidos. Entonces, ¿cómo saber si existe una capaz de cumplir la función requerida? ¿Y cómo encontrarla?
Jeremić sostiene que la manera en que Aether resuelve este desafío es lo que los diferencia.
"Esto es lo que llamamos indexación", explica. "Es una forma de resumir el problema matemáticamente, preguntando qué proteína puede realizar una función molecular específica. Cada proteína es un punto de datos, y etiquetamos cada una con sus múltiples funciones mediante pruebas empíricas", agrega.
En la práctica, esto se traduce en un laboratorio repleto de placas de plástico, con cientos de pocillos diminutos, cada uno con una proteína distinta. Esas muestras se someten a un sistema automatizado que analiza cómo reacciona cada proteína frente a miles de otras moléculas. Con el tiempo, Aether Biomachines logró mapear la función de millones de proteínas distintas.
Este enfoque es muy distinto al que sigue la mayoría de los investigadores en biotecnología, que suelen centrarse en la estructura de cada proteína y, en especial, en cómo se pliega, ya que eso influye en su comportamiento. A diferencia de ese modelo, el análisis de Aether observa una amplia variedad de reacciones en lugar de buscar una función puntual.
"Antes se creía que cada proteína tenía una sola función; ahora sabemos que son promiscuas y que pueden tener muchas funciones diferentes", afirma Jeremić. "Si solo se analizan una o dos funciones, no se obtiene el alcance completo de lo que cada proteína puede hacer", señala.
Todos esos datos y etiquetas se cargan en un sistema de aprendizaje automático que se encarga de hacer la indexación. Ese proceso convierte cada punto en una imagen más amplia, capaz de mostrar qué hay en los espacios aún vacíos. En la práctica, funciona como un mapa del tesoro que guía a los investigadores hasta la molécula exacta que necesitan. Es una tarea prácticamente imposible para una persona, pero accesible para la inteligencia artificial, que puede procesar volúmenes masivos de información sin dificultad.
"Descubrimos siete clases de química novedosa que son útiles, y cientos más que no lo son tanto", dice Jeremić. "Por pura casualidad, descubrimos muchas cosas interesantes a lo largo del camino", expresa.El objetivo es que las enzimas lleguen a realizar prácticamente cualquier transformación que uno pueda imaginar.
"Estamos produciendo fábricas moleculares sintonizables que pueden tomar una entrada determinada y transformarla en una salida particular", indica Jeremić.
Suena prometedor. Pero la gran pregunta es si es posible fabricar productos reales en volúmenes comercialmente viables.
Convertir la teoría en productos
Inversores y clientes buscan resultados concretos, y parte de ese desafío explica por qué Aether recién ahora salió a la luz, después de siete años de trabajo en silencio.
El objetivo era encontrar un material capaz de generar un retorno rápido sin exigir una inversión gigantesca. La empresa apostó por RapidPrint, una tecnología que puede mejorar de forma significativa la eficiencia de las impresoras 3D, muy utilizadas en la industria aeroespacial.
Los beneficios varían según la configuración, pero Jeremić asegura que describirlo como una mejora de velocidad por un factor de cuatro es "conservador".
Por ejemplo, un filamento de nailon con fibra de carbono suele imprimir a velocidades de entre 30 y 80 mm/s, según el tipo de material y la impresora. "En el caso de Aether, nuestros clientes suelen empezar a imprimir a velocidades de entre 300 y 450 mm/s sin comprometer el rendimiento mecánico, y algunos clientes llegan a los 900 mm/s", afirma Jeremić.
Según cuenta, muchos clientes potenciales se muestran escépticos frente a semejante aumento de velocidad, hasta que prueban las bobinas de muestra. Después de eso, quieren más. Los beneficios de acelerar la producción son evidentes.
Fabricantes de drones como Wild Hornets, de Ucrania, ya operan granjas de impresión 3D que producen componentes sin pausa. La empresa tiene más de 350 impresoras funcionando de forma continua. Para este tipo de operación, un material que permita multiplicar la producción en cuestión de horas puede marcar una gran diferencia.
Durante el desarrollo de RapidPrint, el equipo de Jeremić hizo un hallazgo inesperado. La fibra de carbono se incorpora a los compuestos para reforzar su resistencia, pero ese refuerzo tiene un límite: por lo general, no supera el 30 % de contenido. Con una nueva formulación, descubrieron que el material podía incorporar entre un 40 % y un 50 %, e incluso más, lo que permitió alcanzar un nivel de resistencia sin precedentes. Así nació la gama Ultra Print, mucho más resistente que los materiales actuales utilizados en impresión 3D.
"De repente, podemos crear un polímero más resistente que el metal, pero con solo la mitad de densidad", dice Jeremić. "Eso es un gran logro", remarca.
El sector ya conocía este material desde hace años, pero su alta viscosidad lo volvía inutilizable. La formulación de Aether Biomachines cambió esa ecuación. Este nuevo compuesto permite fabricar aeronaves, misiles y drones con la precisión y complejidad propias de la impresión 3D, y a gran velocidad.
Las nuevas técnicas de fabricación se convirtieron en una pieza clave para la última generación de drones. La planta de hiperescala Arsenal-1, de Anduril, fue diseñada para fabricar misiles en grandes volúmenes y se apoya fuertemente en la impresión 3D. El misil de crucero ucraniano FP-5 Flamingo, por ejemplo, tiene un cuerpo de fibra de carbono producido con una máquina de bobinado que tarda seis horas. Con estos nuevos materiales, los métodos tradicionales de trabajo con metales podrían quedar obsoletos.
Aumentar la producción
El primer gran desafío es escalar la producción, algo que Aether está logrando con el respaldo de una inversión de capital de US$ 15 millones anunciada recientemente.
Hasta ahora, la empresa produjo un total de 1,5 toneladas de RapidPrint. Según Jeremić, el objetivo es alcanzar una capacidad de 10 toneladas mensuales para mediados de 2026, y superar las cientos de toneladas hacia fin de ese mismo año. En 2027, Aether podría estar fabricando miles de toneladas por mes, dependiendo de la demanda.
"La demanda de RapidPrint ya supera la oferta, pero mientras escalamos, preferimos aprender a caminar antes de correr", señala Jeremić.
A largo plazo, su visión es más ambiciosa: habla de transformar por completo la industria, con unidades del tamaño de contenedores marítimos capaces de producir casi cualquier material a partir de materias primas básicas. La empresa ya está desarrollando varios productos prometedores, entre ellos uno destinado a extraer litio de agua de mar de forma económica.
Es probable que el proceso de indexación revele oportunidades todavía más rentables, y las Biomáquinas de Aether son las únicas que tienen el mapa del tesoro para encontrarlas.
"Nuestro concepto básico de modelo de función proteica es único", asegura Jeremić. "Somos los únicos en el planeta que generamos estos datos, así que solo nosotros podemos predecir la función de las enzimas", expresa.
El universo de las proteínas es inmenso, y su indexación es un trabajo en permanente expansión. Las mejoras en software y hardware de inteligencia artificial acelerarán ese proceso y abrirán la puerta a posibilidades que hoy aún no se imaginan.
Si RapidPrint cumple lo que promete, seguramente atraerá una fuerte demanda. Y la serie Ultra podría marcar un cambio radical en la fabricación aeroespacial. Pero si Jeremić está en lo cierto, esto es apenas el inicio de algo mucho más grande.
