論文の概要: Learning Pareto Stationary Fronts via Single-Pass Backpropagation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.06397v1
- Date: Mon, 05 Oct 2026 14:18:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-09 08:39:34.016184
- Title: Learning Pareto Stationary Fronts via Single-Pass Backpropagation
- Title(参考訳): 単一パスバックプロパゲーションによるパレート定常面の学習
- Abstract要約: MOSEL(Multi-Objective Stackelberg Efficient Learning)は、ディープニューラルネットワークにおける後方多目的最適化(MOO)のためのフレームワークである。
双レベル最適化問題をスタックルバーグゲームとしてキャストすることで、元のアプリートMOO問題を1つの前方後進パスで解くことができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.921186449399721
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose MOSEL (Multi-Objective Stackelberg Efficient Learning), a framework for a posteriori multi-objective optimization (MOO) in deep neural networks that recovers a full front of Pareto stationary solutions at the computational cost of standard single-objective training. MOSEL reformulates the problem as a bilevel optimization problem that leverages network modularity to decouple representation learning from objective-preference alignment. Casting the bilevel optimization problem as a Stackelberg game enables solving the original a posteriori MOO problem in a single forward-backward pass. As a result, MOSEL matches the time and memory efficiency of standard single-objective training while enabling scalable Pareto stationary front learning. Empirically, MOSEL uncovers diverse and optimal Pareto frontiers in strongly conflicting settings (e.g., fairness-accuracy). Remarkably, even in weakly conflicting regimes such as multi-task learning, it consistently converges to solutions closer to the utopia point, outperforming both standard single-objective training and specialized multi-task learning methods. These results highlight the broader potential of a posteriori MOO learning as a pathway to efficiently learn more diverse and robust representations, ultimately improving generalization.
- Abstract(参考訳): MOSEL (Multi-Objective Stackelberg Efficient Learning, MOSEL) は, 深層ニューラルネットワークにおける多目的最適化(MOO)のためのフレームワークであり, 標準単目的学習の計算コストでパレート定常解の全前面を復元する。
MOSELは、ネットワークモジュール性を活用して表現学習を客観参照アライメントから切り離す二段階最適化問題として問題を再構築する。
双レベル最適化問題をスタックルバーグゲームとしてキャストすることで、元のアプリートMOO問題を1つの前方後進パスで解くことができる。
その結果、MOSELは標準単目的学習の時間とメモリ効率と一致し、スケーラブルなPareto定常前向き学習を可能にした。
経験的に、MOSELは多様で最適なParetoフロンティアを強く矛盾する設定(例えば、フェアネス精度)で明らかにする。
注目すべきは、マルチタスク学習のような弱い対立する体制でも、ユトピア点に近い解に一貫して収束し、標準的な単一目的学習法と特殊マルチタスク学習法の両方を上回ります。
これらの結果は、より多様でロバストな表現を効率的に学習し、最終的には一般化を改善する経路として、後部MOO学習の幅広い可能性を強調している。
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