通过双层路由混合专家模型将持续学习扩展至 300 多项任务

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

本文介绍了 CaRE,一种新颖的持续学习框架,它使用双层路由混合专家机制,能够有效处理涉及 300 多项任务序列的类增量学习。

近年来,基于预训练模型(PTM)的持续学习,特别是类增量学习(CIL),引起了广泛的研究兴趣。然而,如何在极长的任务序列中,在有效学习判别性和全面特征表示的同时保持稳定性和可塑性,仍然是一个未解决的问题。我们提出了 CaRE,这是一种可扩展的持续学习者,采用了高效的双层路由混合专家(BR-MoE)机制。BR-MoE 的核心理念是一种双层路由机制:首先是一个路由器选择阶段,动态激活相关的特定任务路由器;随后是一个专家路由阶段,动态激活并聚合专家,旨在向每个中间网络层注入判别性和全面的表示。另一方面,我们引入了一个具有挑战性的数据集 OmniBenchmark-1K,用于在包含数百项任务的极长任务序列上评估 CIL 的性能。大量实验表明,CaRE 在各种数据集和任务设置下均表现出领先性能,包括采用经典 CIL 设置(例如 5-20 个任务)的常用 CIL 数据集。据我们所知,CaRE 是首个能够扩展至极长任务序列(涵盖 100 至 300 多个不重叠任务)的持续学习者,并且在这些任务序列上以巨大优势超越了所有基线模型。我们希望这项工作能激发人们对极长任务序列持续学习的进一步研究。代码和数据集已在 https://github.com/LMMMEng/CaRE 公开发布。
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论文页 - 通过双层路由混合专家模型将持续学习扩展到 300 多个任务

来源:https://huggingface.co/papers/2602.03473

摘要

提出了一种名为 CaRE 的新型持续学习框架,该框架具有双层路由混合专家(Bi-Level Routing Mixture-of-Experts)机制,用于类增量学习,在超过 300 个任务的超长任务序列上展现出卓越的性能。

持续学习(https://huggingface.co/papers?q=Continual%20learning),特别是基于预训练模型(https://huggingface.co/papers?q=pre-trained%20model)(PTM) 的类增量学习(https://huggingface.co/papers?q=class-incremental%20learning)(CIL),近年来引发了大量的研究兴趣。然而,如何在超长任务序列中保持稳定性与可塑性,同时有效地学习判别性和全面的特征表示,仍是一个未解的难题。我们提出了 CaRE,一种可扩展的 {C}ontinual Le{a}rner,配备了高效的双层 {R}outing Mixture-of-{E}xperts (BR-MoE)。BR-MoE 的核心思想是双层路由(https://huggingface.co/papers?q=bi-level%20routing)机制:首先是一个路由器选择阶段,动态激活相关的任务特定路由器(https://huggingface.co/papers?q=task-specific%20routers),随后是一个专家路由(https://huggingface.co/papers?q=expert%20routing)阶段,动态激活并聚合专家,旨在将判别性和全面的表示(https://huggingface.co/papers?q=comprehensive%20representations)注入到每一个中间网络层中。另一方面,我们引入了一个具有挑战性的数据集 OmniBenchmark-1K (https://huggingface.co/papers?q=OmniBenchmark-1K),用于评估 CIL 在包含数百个任务的超长任务序列上的性能。大量实验表明,CaRE 在各种数据集和任务设置下均表现出领先性能,包括采用经典 CIL 设置(例如 5-20 个任务)的常用 CIL 数据集。据我们所知,CaRE 是首个能够扩展到超长任务序列(范围从 100 到超过 300 个非重叠任务)的持续学习模型,并且在此类任务序列上以较大优势超越所有基线模型。我们希望这项工作能激发人们对极长任务序列上持续学习(https://huggingface.co/papers?q=continual%20learning)的进一步研究。代码和数据集已公开发布,地址为 https://github.com/LMMMEng/CaRE。

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