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Train with Perturbation, Infer after Merging: A Two-Stage Framework for Continual Learning

Created by
  • Haebom

저자

Haomiao Qiu, Miao Zhang, Ziyue Qiao, Liqiang Nie

개요

본 논문은 기존 연속 학습(CL) 방법들의 치명적인 망각 문제를 해결하기 위해 모델 병합 기법을 활용한 새로운 연속 학습 프레임워크인 Perturb-and-Merge (P&M)를 제안합니다. P&M은 각 과업 학습 후 이전 모델과 새로 학습된 과업 특화 모델의 볼록 조합으로 새로운 모델을 생성합니다. 이론적 분석을 통해 모든 과업에 걸친 총 손실 증가를 최소화하고 최적 병합 계수에 대한 해석적 해를 도출합니다. 병합 과정에서 발생하는 성능 저하를 완화하기 위해 과업 벡터와 손실 함수의 헤시안 행렬로 구성된 정규화 항을 추가하고, 이를 효율적으로 근사하기 위해 2차 대칭 유한 차분과 확률적 섭동 전략을 사용합니다. 마지막으로, 메모리 오버헤드를 줄이기 위해 매개변수 효율적인 미세 조정 방법인 LoRA와 P&M을 결합합니다. 제안된 방법은 여러 연속 학습 벤치마크 데이터셋에서 최첨단 성능을 달성합니다.

시사점, 한계점

시사점:
모델 병합 기법을 연속 학습에 효과적으로 통합하여 기존 방법의 치명적인 망각 문제를 완화했습니다.
이론적 분석을 통해 최적 병합 계수를 도출하고 효율적인 정규화 전략을 제시했습니다.
LoRA와의 결합을 통해 메모리 효율성을 높였습니다.
여러 벤치마크 데이터셋에서 최첨단 성능을 달성했습니다.
한계점:
제안된 방법의 성능 향상이 특정 데이터셋이나 과업 순서에 의존할 가능성이 있습니다.
헤시안 행렬의 근사 방법의 정확도에 따라 성능이 영향을 받을 수 있습니다.
다양한 연속 학습 시나리오에 대한 일반화 성능에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
LoRA를 사용하는 경우에도 메모리 제약이 여전히 존재할 수 있습니다.
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