The goal of lifelong learning is to continuously learn from non-stationary distributions, where the non-stationarity is typically imposed by a sequence of distinct tasks. Prior works have mostly considered idealistic settings, where the identity of tasks is known at least at training. In this paper we focus on a fundamentally harder, so-called task-agnostic setting where the task identities are not known and the learning machine needs to infer them from the observations. Our algorithm, which we call TAME (Task-Agnostic continual learning using Multiple Experts), automatically detects the shift in data distributions and switches between task expert networks in an online manner. At training, the strategy for switching between tasks hinges on an extremely simple observation that for each new coming task there occurs a statistically-significant deviation in the value of the loss function that marks the onset of this new task. At inference, the switching between experts is governed by the selector network that forwards the test sample to its relevant expert network. The selector network is trained on a small subset of data drawn uniformly at random. We control the growth of the task expert networks as well as selector network by employing online pruning. Our experimental results show the efficacy of our approach on benchmark continual learning data sets, outperforming the previous task-agnostic methods and even the techniques that admit task identities at both training and testing, while at the same time using a comparable model size.


翻译:终身学习的目标是从非平稳分布中持续学习,这种非平稳性通常由一系列不同任务所引入。先前的研究大多考虑理想化场景,即在训练时至少已知任务身份。本文聚焦于一种本质上更困难的、所谓任务无关的场景,其中任务身份未知,学习机器需要从观测中推断它们。我们提出的算法称为TAME(基于多专家的任务无关持续学习),能自动检测数据分布的偏移,并以在线方式在任务专家网络间切换。在训练时,任务切换策略基于一个极其简单的观察:对于每个新到来的任务,损失函数值会出现统计显著的偏离,这标志着新任务的开始。在推理时,专家间的切换由选择器网络控制,该网络将测试样本分配给其相关的专家网络。选择器网络在从数据中均匀随机抽取的小规模子集上进行训练。我们通过在线剪枝控制任务专家网络及选择器网络的规模增长。实验结果表明,我们的方法在基准持续学习数据集上表现优异,不仅超越了先前的任务无关方法,甚至优于那些在训练和测试阶段均已知任务身份的技术,同时保持了可比的模型规模。

0
下载
关闭预览

相关内容

让 iOS 8 和 OS X Yosemite 无缝切换的一个新特性。 > Apple products have always been designed to work together beautifully. But now they may really surprise you. With iOS 8 and OS X Yosemite, you’ll be able to do more wonderful things than ever before.

Source: Apple - iOS 8
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2019年1月16日
VIP会员
最新内容
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
1+阅读 · 55分钟前
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
3+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
12+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
9+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
4+阅读 · 4月24日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员