当约翰·阿尔斯特达(John Alsterda)即将结束在南卡罗来纳州美国海军核动力学校(U.S. Navy’s Nuclear Power School)的任务时，他决定是时候去追寻自己的博士梦了。
约翰·阿尔斯特达(John Alsterda)的X1，这是一辆由斯坦福博士生设计和制造的自主实验车。(图片来源:Farrin Abbott)
最初，他计划学习核工程。
但是，在观看了斯坦福大学工程学院机械工程系的动态设计实验室(Dynamic Design Lab)发布的一段视频后，阿尔斯特达改变了路线。
斯坦福大学(Stanford)汽车研究中心(CARS)主任、机械工程教授克里斯•格迪斯(Chris Gerdes)领导的这个实验室，研究汽车如何移动、人类如何驾驶汽车，以及如何设计未来的汽车，使之能与驾驶员合作或自动驾驶。2015年，当Alsterda被机械工程专业的研究生录取时，他非常激动。他说，这是一次变革性的经历。
“在开始这个项目之前，我从来都不是一个‘汽车人’，”Alsterda说，他在通往博士学位的第一步是在斯坦福大学获得机械工程硕士学位——他在2017年获得了这个学位。“现在我对车的兴趣已经达到了一个人的极限。”
作为一名博士生，Alsterda正在开发一种算法，旨在教会自动驾驶汽车预测可能发生的事件，而不是像优秀的人类司机那样在紧急情况发生时做出反应。
从海军到农场
阿尔斯达在芝加哥长大，在伊利诺伊大学香槟分校获得了物理学学士学位。受高中物理老师和本科早期经历的启发，阿尔斯特达决定教物理。
海军在大学时招募了阿尔斯特达，并承诺他毕业后将担任中尉和教师职位。
他在海军核动力学校待了四年，在那里他教授物理给士兵们，以及反应堆动力学和核心特性给军官们。最终，他成为了学校数学和物理部门的主任。
阿尔斯特达在海军研究办公室(Office of Naval Research)担任预备役，是91名在斯坦福学习的退伍军人之一，其中包括本科生和研究生，以及国际安全与合作中心(Center for International Security and Cooperation)和胡佛研究所(Hoover Institution)的访问学者。
致力于无人驾驶的未来
每隔六周左右，阿尔斯达就会驾驶一辆名为X1的自动实验车前往北加州的赛车场，测试他的紧急躲避算法。这辆车是十多年前由斯坦福大学的博士生设计和制造的，经过包括阿尔斯特达在内的几代学生的维护和升级。
他的研究目标是开发下一代无人驾驶汽车的车辆控制系统。这是一个吸引了许多研究人员的领域。
“使我的工作与众不同的是应急计划方面，”Alsterda说。“应急是我们已经确定的潜在紧急情况。紧急情况可能是冬日的冰层，也可能是走在人行道上的小孩冲到街上。重要的是这件事还没有发生，我们不知道是否会发生。”
阿尔斯特达说，为了避免这类紧急情况，很容易将车速降至缓慢，但如果一辆车在任何不确定的情况下都减速，那它就会成为路上的累赘，甚至可能是危险的。
他说:“因此，我的算法会问，我们怎样才能最大限度地实现我们的性能目标——平稳、快速地在街道上行驶——同时保证能够安全避免潜在的紧急情况。”“我的算法通过维持一个应急计划来做到这一点——一个替代的轨迹来避免一个确定的潜在紧急情况。只要有这个应急计划存在，我的算法就可以集中精力迅速行驶到目的地。”
2019年7月，阿尔斯特达与人合著了一篇论文，描述了他的新手控制器如何在瑞典的一个研究机构安全驾驶一辆自动驾驶汽车通过结冰的左转弯。他目前的目标是把油门和刹车也结合起来，在冰上和其他紧急情况下安全驾驶，充分利用汽车的能力。他将在2月份返回瑞典，测试他的控制器的最新版本。
“我很幸运能来到斯坦福大学，有机会做前沿研究，”Alsterda说。“我需要的专家社区和资源就在我手边。我希望我能接受挑战，并从根本上改善车辆和机器人的安全性。”
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