Multi-objective optimization (MOO) has demonstrated significant success in multi-task learning by mitigating task conflicts through gradient manipulation. However, most existing methods flatten model parameters into vectors and perform gradient manipulation under Euclidean geometry, thereby overlooking the matrix structure prevalent in modern architectures such as Transformers. In this paper, we show that gradient manipulation in Euclidean space does not generally yield the steepest descent direction under matrix geometry, potentially limiting optimization efficiency. Drawing from the theory of steepest descent for matrix-valued parameters, we propose MOON (Multi-Objective OrthoNormalized Updates), which performs gradient manipulation under spectral--nuclear norm geometry and uses the orthonormalized manipulated gradient for parameter updates. Theoretically, for smooth non-convex objectives, we establish convergence of the averaged Pareto-stationarity measure at rates of $\mathcal{O}(T^{-1/2})$ in the deterministic setting and $\mathcal{O}(T^{-1/4})$ under stochastic gradients. Empirical results across various benchmarks show that MOON consistently improves both optimization efficiency and final multi-task performance. Our code is available at https://github.com/KunlinLyu/MOON.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【IJCAI2025教程】基于梯度的多目标深度学习,221页ppt
专知会员服务
24+阅读 · 2025年8月31日
专知会员服务
39+阅读 · 2021年6月13日
【斯坦福大学】Gradient Surgery for Multi-Task Learning
专知会员服务
47+阅读 · 2020年1月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
38+阅读 · 2020年3月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
DeepMind:用PopArt进行多任务深度强化学习
论智
30+阅读 · 2018年9月14日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
32+阅读 · 2021年3月29日
Deep Learning in Video Multi-Object Tracking: A Survey
Arxiv
58+阅读 · 2019年7月31日
Arxiv
19+阅读 · 2018年3月28日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
9+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
【IJCAI2025教程】基于梯度的多目标深度学习,221页ppt
专知会员服务
24+阅读 · 2025年8月31日
专知会员服务
39+阅读 · 2021年6月13日
【斯坦福大学】Gradient Surgery for Multi-Task Learning
专知会员服务
47+阅读 · 2020年1月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
14+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员