当前位置:

首页 > 业界资讯 > ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

AIxiv专栏是本站发布学术、技术内容的栏目。过去数年,本站AIxiv专栏接收报道了2000多篇内容,覆盖全球各大高校与企业的顶级实验室,有效促进了学术交流与传播。如果您有优秀的工作想要分享,欢迎投稿或者联系报道。投稿邮箱:liyazhou@jiqizhixin.com;zhaoyunfeng@jiqizhixin.com赵伟翔是哈尔滨工业大学社会计算与信息检索研究中心2021级直博生,导师为赵妍妍教授和秦兵教授。主要研究方向为对话系统、大语言模型对齐等。他曾以第一作者在ACL、AAAI、IJCAI、CO

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT
AIxiv专栏是本站发布学术、技术内容的栏目。过去数年,本站AIxiv专栏接收报道了2000多篇内容,覆盖全球各大高校与企业的顶级实验室,有效促进了学术交流与传播。如果您有优秀的工作想要分享,欢迎投稿或者联系报道。投稿邮箱:liyazhou@jiqizhixin.com;zhaoyunfeng@jiqizhixin.com

赵伟翔是哈尔滨工业大学社会计算与信息检索研究中心2021级直博生,导师为赵妍妍教授和秦兵教授。主要研究方向为对话系统、大语言模型对齐等。他曾以第一作者在ACL、AAAI、IJCAI、COLING等会议上发表论文。

个人主页: https://circle-hit.github.io/

在大模型实际部署落地的过程中,如何赋予大模型持续学习的能力是一个至关重要的挑战。这使其能够动态适应新的任务并不断获得新的知识。大模型的持续学习主要面临两个重大挑战,分别是灾难性遗忘和知识迁移。灾难性遗忘是指模型在学习新任务时会忘记其已掌握的旧任务。知识迁移则涉及如何在学习新任务时有效地利用旧任务的知识来提升新任务学习的效果。

为了更有效应对以上难题,哈工大联合度小满推出针对大模型的共享注意力力挺学习框架SAPT,相应论文已被自然语言处理顶级会议ACL 2024 接收。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

  • 论文:SAPT: A Shared Attention Framework for Parameter-Efficient Continual Learning of Large Language Models

  • 论文地址:https://arxiv.org/abs/2401.08295

研究动机

当前面向大模型的持续学习的工作大都基于参数高效微调(Parameter-Efficient Tuning, PET),而开展,并且可以被抽象为由学习模块和选择模块组成的工作框架。如图1中虚线所示,当新任务对话生成到达时,学习模块会为其分配一个单独的PET块来学习任务特定的知识,并将其存储在PET资源池中,以供后续在测试样本中使用(任务序号在测试阶段无法获取),选择模块能够根据测试输入的结果来选择所属的PET块,得到测试输入的结果。然而,当前工作中每个模块的设计在有效应对矛盾和知识迁移挑战方面都表现出一定的局限性。因此,当前工作中每个模块的设计在有效应对矛盾和知识迁移挑战方面都表现出一定的局限性。

一方面,学习模块的设计旨在促进不同任务之间的知识迁移。不幸的是,学习模块分配的PET只学习当前任务特定知识的现状阻断了存储在已习得的PET块中的来自先前任务知识的潜在迁移,并阻碍它们协助当前新任务知识的获取。

另一方面,选择模块在缓解灾难性遗忘方面发挥着关键作用,因为只有当它能够自动选择当前输入所属的 PET 块时,大模型基座才能成功完成当前任务。然而,当前工作中基于拼接或相加来自所有任务的 PET 块的设计无法有效缓解灾难性遗忘。

更重要的是,他们忽略了将这两个模块进行对齐来同时解决灾难性遗忘和知识迁移。直觉上来看(如图 1 中的实线所示),为了促进新任务学习时的知识迁移,学习模块应该依靠任务相关性来利用先前 PET 块中最相关的知识。而后选择模块可以自然地重复这一注意力过程,通过寻找属于每个测试输入的相应 PET 块的组合来抵抗灾难性遗忘。在本工作中,这种注意力过程被称为共享注意力。由此,这两个模块的端到端对齐能够通过这种共享注意力而建立。

问题定义和设定

持续学习旨在解决学习连续而来的任务序列中的挑战。形式上,任务序列中ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT每个任务依次而来。每个任务ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT包含一个单独的目标数据集,其大小为ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT。在任意时间步 t,模型不仅需要掌握第 t 个任务,而且还要保持其在之前所有任务上的性能不发生明显衰减。

在本工作中,我们深入研究更具挑战性和实用性的持续学习设定,即不同任务的任务序号不可获取:在测试阶段,模型面对输入样本时不知道它们属于哪个特定任务。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

         图 1 当前基于学习模块和选择模块进行大模型持续学习的概念化框架。其中,虚线表示现有工作的流程,实现表示本工作提出方法的工作流程。

方法介绍

本文提出了针对大语言模型的共享注意力持续学习框架 SAPT,为同时应对灾难性遗忘和知识迁移的挑战提供了有效的解决方案。SAPT 的整体架构由两个关键组件组成,如图 2 所示:共享注意力学习与选择模块(SALS)和注意力反思模块(ARM)。在 SALS 中,注意力学习(实线)和注意力选择(虚线)通过共享注意力操作对齐。然后在 ARM 中,我们通过生成的伪样本帮助 SALS 回忆来自以前任务输入对应的正确的注意力权重。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

                                图 2 我们提出的 SAPT 的整体架构,有共享注意力学习与选择模块(左)和注意力反思模块构成(右)。

共享注意力学习与选择模块(SALS):

  • 注意力学习:为了获取来自先前任务的相关知识,当第 t 个任务到达时,通过 Query Projection 层生成查询向量和可学习的键值ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT进行注意力运算,将所有之前的 PET 块的参数ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT和当前ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT通过加权组合进行聚合,用于第 t 个任务的学习。

  • 注意力选择:该部分通过重复注意力学习时的相同的注意力过程,得到现有 PET 块在每个输入样本上的最佳组合,并结合到 LLM 上,完成对当前样本的测试。

注意力反思模块(ARM):

然而,随着依次而来的新任务不断更新 SALS 会导致该模块仅针对最新任务进行最佳注意力组合,从而导致忘记以前任务相应的注意力组合系数。由此,ARM 模块确保来自先前任务的输入仍然可以正确地执行相应的共享注意力操作,以识别每个任务特定的 PET 块的组合。具体方法基于生成式回放得到伪样本,用来对 Query Projection 层进行约束。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

实验结果

我们基于 Prompt Tuning 和 LoRA 这两个具有代表性的参数高效微调方法,在 SuperNI Benchmark,Long Sequence Benchmark 两个评测基准上进行了实验,评价指标为:平均性能(AP)、遗忘率(F.Ra)、前向迁移 (FWT) 以及反向迁移 (BWT)。如表 1 中结果所示,SAPT 具有最高的 AP 和最低的 F.Ra,表明其能够有效应对灾难性遗忘。与此同时,其在 FWT 和 BWT 上也具有最优的表现,体现出 SAPT 能够实现有效的知识迁移。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

                                表 1 基于 T5-Large 模型在两个持续学习基准的总体结果

图 3 展示了在训练(左图)和测试(右图)期间共享注意力的分布示意图。我们可以观察到:(1)PET 块的学习和选择过程是完全对齐的,两个热力图几乎具有相同的布局。(2)知识迁移确实发生在注意力学习过程中,以帮助 SAPT 获取新知识。这些进一步验证了 SAPT 处理灾难性遗忘和知识迁移的有效性。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

                                 图 3 共享注意力的可视化结果。

我们将实验采用的基础大模型拓展到了不同的规模,我们实验分析了 T5 模型大小如何影响 SAPT 的性能。图 4 显示了随着逐渐增大的基础模型大小,即 Large(770M)、XL(3B)和 XXL(11B),SAPT、O-LoRA 和 Replay 在 AP、F.Ra 和 FWT 方面的表现。总体而言,随着基础模型大小的增加,在抵抗灾难性遗忘和促进知识迁移方面,SAPT 始终能够展现出比基线方法更优越的性能。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

                                         图 4 SAPT 基于不同规模的 T5 模块的实验结果

我们也将基础大模型拓展到了不同的架构。图 5 展示了基于不同大小的 T5 和 LLaMA-2 在 SuperNI 基准上的 SAPT 和基线方法的结果。可以观察到,SAPT 依旧能够有效地缓解灾难性遗忘并促进不同模型架构间的知识迁移。此外,平均性能随着模型基础能力的增强而提高(LLaMA-2 > T5),这进一步证明了我们提出的 SAPT 的通用性。

ACL 2024 | 提升大模型持续学习性能,哈工大、度小满提出共享注意力框架SAPT

                                   图 5 SAPT 基于不同架构的大模型的实验结果。

更多详细内容可以参考论文原文。论文提出的方法未来将结合到度小满轩辕大模型中,欢迎大家访问!

大模型项目地址:https://github.com/Duxiaoman-DI/XuanYuan

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
业界资讯
相关文章 更多
华为鸿蒙电脑亮相,重构产业新格局
华为鸿蒙电脑亮相,重构产业新格局

华为鸿蒙电脑技术与生态沟通会隆重举行,首款鸿蒙电脑惊艳登场,这一标志性事件预示着华为在电脑领域迈出了具有深远影响的关键一步,为国产电脑产业带来了全新的革新与发展契机。鸿蒙电脑的推出并非一朝一夕之功,而是华为经过五年精心策划的结果。在此期间,华为汇聚了超过10000名顶尖工程师,与20多家专业研究所紧密合作,投入大量的精力与资源进行技术研发,最终积累了超过2700项核心专利,彰显了其强大的技术实力与创新能力。新推出的HarmonyOS5采用鸿蒙内核,从操作系统底层开始重构,旨在为用户提供全面升级的办公体验

Siri等明年!苹果WWDC25给AI交底:画小饼,继续熬
Siri等明年!苹果WWDC25给AI交底:画小饼,继续熬

不求速胜,熬吧。

比特现金未来:可扩展性与支付潜力
比特现金未来:可扩展性与支付潜力

比特现金(BCH)的未来发展前景看好。凭借其可扩展性、支付采用、价值存储、智能合约和坚实的社区支持,比特现金有望在多个领域取得显著发展,成为一种多功能且广泛使用的加密货币。

ACH总量10亿,价值与用途详解
ACH总量10亿,价值与用途详解

ACH 总共发行了 10 亿枚,用于支付网关费用、治理投票和质押奖励。ACH 基于 BEP-20 标准,采用 PoS 机制,可通过私募、公募和生态系统分配获取,其价值受服务需求、实用性和市场趋势影响,可在币安、火币等交易所购买。

Coinbase Pro设置指南:下载、登录与自定义
Coinbase Pro设置指南:下载、登录与自定义

Coinbase Pro 设置步骤:下载并安装软件后,打开并登录,点击右上角齿轮图标进入“首选项”。在首选项中,你可以调整界面、安全、通知、交易和API设置,完成后点击“保存”按钮确认更改。

IoTeX等基础设施如何赋能IoT生态
IoTeX等基础设施如何赋能IoT生态

IoTeX、DePHY和peaq是构建物联网生态系统的关键基础设施。IoTeX提供去中心化网络,确保物联网交易和数据的安全性。DePHY利用区块链技术实现频谱共享和自治管理。peaq促进设备间的数据标准化和共享。通过这些基础设施的协同作用,物联网生态系统实现了去中心化、安全、互操作性和自治,充分释放了物联网的潜力。

DOGE发行价多少
DOGE发行价多少

波场etf代码
波场etf代码

TRX浏览器查询地址
TRX浏览器查询地址

ChainLink跑路了吗
ChainLink跑路了吗

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件
macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器
macOS/iOS/Android

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师
macOS

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10
Windows

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘
Windows/macOS/iOS/Android

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。