computer-vision gradient-projection parameter-sharing task-interference instance-interference gradient-orthogonalization multi-task-unlearning vision-benchmarks
Abstract
Machine unlearning aims to remove the contribution of designated training data from a trained model while preserving performance on the remaining data. Existing work mainly focuses on single-task settings, whereas modern models often operate in multi-task setups with shared backbones, where removing supervision for one task or instance can unintentionally affect others. We introduce multi-task unlearning with two settings: full-task unlearning, which removes a target instance from all tasks, and partial-task unlearning, which removes supervision only from selected tasks. We show that shared parameters couple the forget and retain sets, causing task-level interference on non-target tasks and instance-level interference on other instances. To address this issue, we propose an interference-aware framework that combines task-aware gradient projection, which constrains updates within task-specific subspaces, with instance-level gradient orthogonalization, which reduces conflicts between forget and retain signals. Experiments on two multi-task computer vision benchmarks across five tasks show that our method achieves effective unlearning while maintaining strong generalization, reducing UIS compared with the strongest baseline by 30.3% in full-task unlearning and 52.9% in partial-task unlearning.
한국어 요약
📋 한 줄 요약
**[기계 언러닝 / 멀티태스크]** 공유 백본을 가진 멀티태스크 모델에서 태스크·인스턴스 수준 간섭을 명시적으로 줄이는 그래디언트 직교화 프레임워크 제안.
🎯 핵심 기여도
- 기존 머신 언러닝 연구가 단일 태스크에 집중해, 공유 백본을 가진 현대 멀티태스크 모델의 unintended 영향을 다루지 못했다는 문제 정의.
- 멀티태스크 언러닝의 두 가지 설정 도입: 모든 태스크에서 대상 인스턴스를 제거하는 full-task unlearning과 선택 태스크에서만 supervision을 제거하는 partial-task unlearning.
- 공유 파라미터가 forget set과 retain set을 결합시켜 비대상 태스크에 태스크 수준 간섭, 다른 인스턴스에 인스턴스 수준 간섭을 유발함을 분석.
- task-aware gradient projection(태스크별 부분공간 내로 업데이트 제약) + instance-level gradient orthogonalization(forget·retain 신호 충돌 감소)을 결합한 interference-aware 프레임워크 제안.
💡 핵심 아이디어
"하나만 잊으면 된다"는 단일 태스크 가정은 공유 표상의 멀티태스크 모델에서는 깨지며, 망각은 태스크·인스턴스 양 축에서의 간섭 통제 문제로 재정의되어야 한다.
🔬 기술적 접근법
- **모델/방법론**: 공유 백본 멀티태스크 모델에서 interference-aware 언러닝 프레임워크.
- **핵심 기법**: 태스크별 그래디언트 부분공간으로의 projection(태스크 간섭 통제), 인스턴스 수준 그래디언트 직교화(forget·retain 충돌 통제), 두 기법의 결합 학습.
📊 주요 결과
- 2개의 멀티태스크 컴퓨터 비전 벤치마크, 5개 태스크에서 평가.
- 가장 강한 베이스라인 대비 UIS(Unlearning Interference Score) 기준:
- full-task unlearning 30.3% 감소.
- partial-task unlearning 52.9% 감소.
- 효과적 망각을 달성하면서 일반화 성능 유지.
💭 의의 및 한계
**의의**: 공유 표상이 표준화된 멀티태스크 비전·NLP 시스템에서 GDPR류 데이터 삭제 요구를 실용적으로 처리하는 경로 제시. **한계**: 컴퓨터 비전 도메인 위주 평가, LLM·멀티모달 모델로의 확장은 후속 검증 필요.
🚀 실용적 활용
- 멀티태스크 비전 모델의 사용자 데이터 삭제 요청 처리.
- 공유 백본 모델에서의 선택적 태스크 제거.
- 모델 압축·증류 과정의 도메인 청소 도구.