面向专家的持续学习解释


持续学习(Continual Learning,CL),也称为终身学习,指的是模型学习一系列任务 T_1、T_2、...、T_n 的过程,同时在学习新任务时不会遗忘之前任务的知识。

形式上,该问题针对“灾难性遗忘”(Catastrophic Forgetting)进行解决,即针对新任务的优化会导致之前任务性能下降的问题。

持续学习的方法可以分类为:(1)基于正则化的方法,通过对重要参数的变化施加惩罚(例如 Kirkpatrick 等人于 2017 年提出的弹性权重巩固 Elastic Weight Consolidation),(2)重放方法,利用早期数据或生成的伪数据来保持记忆,以及(3)架构方法,采用独立子网络或模块化结构。

核心挑战在于解决稳定性-可塑性困境,即在保持旧知识和整合新知识之间取得平衡。

持续学习对于在动态环境中运行的自适应系统至关重要,并且在机器人技术、个性化辅助系统和自动驾驶等领域得到积极研究。


定义:
“持续学习是一种学习范式,模型按顺序学习任务,同时保留对先前任务的知识,以避免灾难性遗忘。”


来源:
Kirkpatrick, J., Pascanu, R., Rabinowitz, N., 等人(2017)。克服神经网络中的灾难性遗忘。《美国国家科学院院刊》,114(13), 3521-3526。