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面向通用持續學習的類腦分層模塊化

文章摘要

該論文提出受果蠅學習與記憶系統啓發的分層模塊化原則,通過專家特化與集成整合來協調持續學習中的抗干擾與泛化,並將其實例化為預訓練基礎模型的輕量模塊化適配。方法在視覺識別、視覺語言理解、自我-他人視頻理解及具身VLA學習等在線不確定數據流中持續提升,具身操作任務上相較無回放方法提升超過50個百分點。

來源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
面向通用持續學習的類腦分層模塊化
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arXiv 最新公佈的一篇機器學習論文《面向通用持續學習的類腦分層模塊化》(Brain-Inspired Hierarchical Modularity for General Continual Learning)由 Hongwei Yan 等 10 位作者完成,提交於 2026 年 9 月 21 日,arXiv 編號為 2609.25146v1,DOI 為 10.48550/arXiv.2609.25146,全文共 50 頁,歸類於 cs.LG 與 cs.AI。

持續學習關注智能系統如何從序列經驗中學習,並在適應新知識的同時保留舊知識。但傳統持續學習研究通常假設離線、按任務劃分的訓練方式,並且任務邊界清晰,這與在線、不確定、持續演變的數據流中的通用持續學習仍有很大距離。

在這種更現實的設定下,系統需要同時處理兩個目標:一方面分離相互衝突的經驗,以降低干擾;另一方面整合彼此兼容的經驗,以促進泛化。作者從果蠅的學習與記憶系統組織方式中獲得啓發,提出一種分層模塊化原則,通過專家特化與集成整合來協調上述兩種功能。

論文將該原則實例化為預訓練基礎模型的輕量模塊化適配。方法結合受大腦啓發的隨機擴展來安排專家路由,並在空間與時間尺度上進行多樣化的模塊整合。這種設計力圖在保留基礎模型通用能力的同時,讓新增模塊適應不斷到來的數據。

實驗覆蓋視覺識別、視覺語言理解、自我-他人(ego-exo)視頻理解以及具身視覺-語言-動作(VLA)學習。結果顯示,在在線且不確定的數據流中,該方法能夠一致地改善學習表現;尤其在具身操作任務上,相較無回放的替代方案,提升超過 50 個百分點。

作者總結認為,這些發現支持將分層模塊化視為一條有生物學依據的路徑,用於從動態經驗中持續學習。論文提供 PDF、實驗性 HTML 與 TeX 源碼等全文鏈接,當前版本為 v1,提交時間為 2026 年 9 月 21 日 07:07:06 UTC,文件大小約 7,727 KB;引用格式為 arXiv:2609.25146 [cs.LG],並附有 arXiv 許可信息。

展開要點與分析

文章情報

工程師進階

要點

  • 提出受果蠅學習與記憶系統啓發的分層模塊化原則,協調持續學習中的專家特化與集成整合。
  • 將原則實例化為預訓練基礎模型的輕量模塊適配,結合隨機擴展專家路由與跨時空尺度模塊整合。
  • 在視覺識別、視覺語言理解、ego-exo視頻理解與具身VLA四類任務上改善在線不確定數據流學習;具身操作較無回放方法提升超過50個百分點。
  • 論文共50頁,提交於2026年9月21日,arXiv:2609.25146,屬cs.LG與cs.AI。

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