在持续学习(CL)领域,长期以来的目标是减轻灾难性遗忘。这个目标建立在一个普遍存在的、常常未被明确说明的假设上:终身学习者应当接近联合任务学习(JTL)解决方案,保留所有先前获得的知识。然而,我们对这种以保留为中心的前提提出挑战,认为在非平稳环境中,优先考虑保留可能会妨碍实时适应。我们将焦点转向平均终身错误(ALE),将持续学习形式化为一个在线优化问题,该问题由环境与学习动态之间的相互作用主导。
我们引入了转移效率这一量化指标,以衡量不稳定性(来自冲突过去经验的偏差)和瞬态错误(从头学习新任务的优化成本)之间的紧张关系。在温和的收敛条件下,这一分解在线性和神经网络模型上均有效,得出一个关键任务持续时间:一个封闭形式的阈值,超过该阈值时,历史知识从温启动优势转变为优化负担,尤其在保留引发正的平稳偏差时。
我们在持续图像分类和强化学习基准上验证了这些理论预测。最后,通过将持续学习与可预测序列的在线学习框架联系起来,我们展示了JTL只是更广泛目标家族中的一个实例,并提出了一种新的持续学习算法通用类,称为预测持续学习(Predictive Continual Learning)。预测CL算法在一个明确、动态更新的未来任务模型下优化预期的未来表现。作为概念验证,我们分析了一种在JTL与独立任务学习(ITL)之间插值的窗口算法,在控制分布漂移的情况下超越了两者的表现。