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面向通用持续学习的类脑分层模块化

文章摘要

该论文提出受果蝇学习与记忆系统启发的分层模块化原则,通过专家特化与集成整合来协调持续学习中的抗干扰与泛化,并将其实例化为预训练基础模型的轻量模块化适配。方法在视觉识别、视觉语言理解、自我-他人视频理解及具身VLA学习等在线不确定数据流中持续提升,具身操作任务上相较无回放方法提升超过50个百分点。

来源arXiv Machine Learning作者: Hongwei Yan, Kanglei Zhou, Qi Cheng, Weiyi Dong, Chunyan Lan, Guanglong Sun, Jun Zhou, Qian Li, Yi Zhong, Liyuan Wang
面向通用持续学习的类脑分层模块化
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arXiv 最新公布的一篇机器学习论文《面向通用持续学习的类脑分层模块化》(Brain-Inspired Hierarchical Modularity for General Continual Learning)由 Hongwei Yan 等 10 位作者完成,提交于 2026 年 9 月 21 日,arXiv 编号为 2609.25146v1,DOI 为 10.48550/arXiv.2609.25146,全文共 50 页,归类于 cs.LG 与 cs.AI。

持续学习关注智能系统如何从序列经验中学习,并在适应新知识的同时保留旧知识。但传统持续学习研究通常假设离线、按任务划分的训练方式,并且任务边界清晰,这与在线、不确定、持续演变的数据流中的通用持续学习仍有很大距离。

在这种更现实的设定下,系统需要同时处理两个目标:一方面分离相互冲突的经验,以降低干扰;另一方面整合彼此兼容的经验,以促进泛化。作者从果蝇的学习与记忆系统组织方式中获得启发,提出一种分层模块化原则,通过专家特化与集成整合来协调上述两种功能。

论文将该原则实例化为预训练基础模型的轻量模块化适配。方法结合受大脑启发的随机扩展来安排专家路由,并在空间与时间尺度上进行多样化的模块整合。这种设计力图在保留基础模型通用能力的同时,让新增模块适应不断到来的数据。

实验覆盖视觉识别、视觉语言理解、自我-他人(ego-exo)视频理解以及具身视觉-语言-动作(VLA)学习。结果显示,在在线且不确定的数据流中,该方法能够一致地改善学习表现;尤其在具身操作任务上,相较无回放的替代方案,提升超过 50 个百分点。

作者总结认为,这些发现支持将分层模块化视为一条有生物学依据的路径,用于从动态经验中持续学习。论文提供 PDF、实验性 HTML 与 TeX 源码等全文链接,当前版本为 v1,提交时间为 2026 年 9 月 21 日 07:07:06 UTC,文件大小约 7,727 KB;引用格式为 arXiv:2609.25146 [cs.LG],并附有 arXiv 许可信息。

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文章情报

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要点

  • 提出受果蝇学习与记忆系统启发的分层模块化原则,协调持续学习中的专家特化与集成整合。
  • 将原则实例化为预训练基础模型的轻量模块适配,结合随机扩展专家路由与跨时空尺度模块整合。
  • 在视觉识别、视觉语言理解、ego-exo视频理解与具身VLA四类任务上改善在线不确定数据流学习;具身操作较无回放方法提升超过50个百分点。
  • 论文共50页,提交于2026年9月21日,arXiv:2609.25146,属cs.LG与cs.AI。

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