PraMem: Practice-derived Experiential Memory for Long-horizon Behavior Prediction

Zhuoqun Li, Boxi Cao, Jiawei Chen, Hanshu Zhou, Ruoxi Xu, Guiping Jiang, Ruotong Pan, Tingting Gao, Han Li, Xiangyu Wu, Hongyu Lin, Yaojie Lu, Xianpei Han, Le Sun

arXiv:2607.02881 · 2026-07-07 공개 · arXiv · PDF

llm long-horizon large-language-models context-compression behavior-prediction memory-management experiential-memory sequential-behavior

Abstract

Long-horizon behavior prediction aims to infer a user's next action based on a lengthy historical sequence, playing a crucial role in artificial intelligence field. The rise of large language models (LLMs) offers a promising direction for sequential behavior prediction, yet LLMs struggle with latent behavioral pattern induction and model-intrinsic cognitive biases when tackling long-horizon behavior prediction. Prior memory management methods follow a context-compression paradigm that attempts to address this task by alleviating the historical sequence burden, yet fail to resolve the core challenges. In this paper, we advocate a paradigm shift that reframes the lengthy historical sequence from a burden into a valuable resource to be exploited, and accordingly propose PraMem, which conducts beforehand practice over the lengthy historical sequence to build an experiential memory, thereby serving as the assisted input for accurate long-horizon behavior prediction. Extensive experiments across diverse tasks demonstrate that PraMem achieves superior performance than prior methods, and more in-depth analyses provide valuable insights into the mechanism and evolution of the experiential memory. Code: https://github.com/icip-cas/PraMem.

한국어 요약

한 줄 요약

PraMem은 긴 히스토리 시퀀스를 활용한 경험 기억을 구축해 LLM의 장기 행동 예측 성능을 향상시키는 훈련 없는 프레임워크이다.

핵심 기여도

핵심 아이디어

PraMem은 기존의 정보 압축 기반 메모리 관리가 **잠재 행동 패턴 유도**와 **모델 내재적 편향**을 해결하지 못한다는 점을 지적하고, 대신 **긴 히스토리 시퀀스 자체를 연습 샘플로 활용**하는 새로운 접근법을 제안한다. 각 시퀀스 세그먼트는 **실제 라벨이 있는 예제**로, LLM이 반복적인 시도와 오류를 통해 신뢰할 수 있는 행동 패턴을 유도하고, 자신의 편향을 스스로 인식하게 만든다. 이는 **다이아LECTICAL 철학**에서 영감을 받은 것으로, 부담과 자원은 조건에 따라 서로 전환될 수 있다는 아이디어를 반영한다.

기술적 접근법

PraMem은 훈련 없이 작동하는 프레임워크로, 다음과 같은 세 단계를 반복적으로 수행한다:
1. **기존 경험 시험**(existing experience trial): 히스토리 시퀀스에서 샘플을 추출하여 LLM에 예측을 요청.
2. **반성 제안 생성**(reflective proposal generation): 예측 과정과 정답 라벨을 비교해 제안을 생성하고, **자기 검토 메커니즘**을 통해 신뢰도 높은 제안만 보존.
3. **공감 경험 조정**(consensual experience adjustment): 제안 풀에서 다수의 제안이 동의하는 조정만을 채택해 경험 기억을 안정적으로 진화시킴.

주요 결과

의의 및 한계

PraMem은 LLM의 장기 행동 예측 능력을 향상시키는 데 기여하며, **경험 기억 기반 메모리 시스템**의 새로운 방향을 제시한다. 특히, **자기 검토 메커니즘**은 제안의 신뢰도를 높이고, **공감 기반 조정**은 경험의 안정적 진화를 보장한다. 그러나, **경험 기억 구축 비용**이 높아, 기존 정보 압축 기반 방법 대비 **시간 소요가 큼**. 이는 오프라인에서 수행되지만, **효율적인 연습 스케줄링**이나 **병렬화 전략**이 필요하다는 한계를 제시한다.

실용적 활용

PraMem은 추천 시스템, 인터랙티브 인공지능, 인지 과학 분야에서 유용하게 활용될 수 있다. 특히, 사용자의 **복잡한 행동 패턴**을 정확히 예측해야 하는 상황에서, **내재적 편향을 감지하고 보완**하는 기능이 실용적 가치를 높인다.