A discovery framework for AI innovation projects

dc.contributor.advisor-co1Kalinowski, Marcos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1095304607841635
dc.contributor.advisor-co1Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1445-3425
dc.contributor.advisor1Bulcão Neto, Renato de Freitas
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5627556088346425
dc.contributor.advisor1Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8604-0019
dc.contributor.referee1Bulcão Neto, Renato de Freitas
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5627556088346425
dc.contributor.referee1Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8604-0019
dc.contributor.referee2Schuenemann, Carla Taciana Lima Lourenço Silva
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0581226769296441
dc.contributor.referee3Fontão, Awdren de Lima
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0597440372595970
dc.contributor.referee3Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2988-9646
dc.contributor.referee4Villamizar, Hugo Ricardo Guarín
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8070469401750344
dc.contributor.referee4Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4142-6967
dc.contributor.referee5Paiva, Sofia Larissa da Costa
dc.contributor.referee5Orcidhttp://lattes.cnpq.br/6389879317105663
dc.creatorMartins, Mariana Crisostomo
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9413960021886119
dc.creator.Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9486-113X
dc.date.accessioned2026-08-28T20:20:15Z
dc.date.available2026-08-28T20:20:15Z
dc.date.issued2026-06-15
dc.description.abstractTraditional Requirements Engineering (RE) practices face limitations when dealing with the development of data- and model-centric Artificial Intelligence (AI) systems. The literature reveals a lack of methodological support for problem discovery activities in AI innovation projects, which compromises subsequent development phases. To mitigate this issue, this work introduces DIP-AI, a discovery framework designed to guide early-stage exploration in such initiatives. Grounded in a tertiary study, the framework harmonizes technical processes from the ISO/IEC/IEEE 12207 and ISO/IEC 5338 standards with the agile Design Thinking approach, while also incorporating 5W2H and GUT matrices for risk management and prioritization. The proposal was validated through a multi-method strategy: (i) an empirical case study within an industry-academia project; (ii) a controlled evaluation involving graduate students in Software Engineering and AI; and (iii) semistructured interviews with innovation project coordinators. Although the results confirm the utility and strategic value of DIP-AI in mitigating risks and aligning stakeholders, they also highlight barriers related to cognitive overload when using the framework. Consequently, an assistive tool based on Large Language Models (LLMs) was developed and qualitatively evaluated via a focus group with industry professionals. The results demonstrate that the integrated framework-tool approach reduces initial methodological friction, accelerates the learning curve, and fosters a strong intention for continued adoption. As an academic contribution, this research fills a methodological gap in the RE for AI literature by providing a rigorous and replicable conceptual model. For the industry, this deliverable establishes itself as a relevant and practical asset, enabling organizations and multidisciplinary teams to structure the discovery of complex AI problems with greater predictability, thereby reducing resource waste and maximizing product success and sustainability.eng
dc.description.resumoAs práticas tradicionais de Engenharia de Requisitos (ER) enfrentam limitações ao lidar com o desenvolvimento de sistemas baseados em Inteligência Artificial (IA) centrado em dados e modelos. A literatura revela uma lacuna de suporte metodológico para as atividades de descoberta de problemas (discovery) em projetos de inovação em IA, o que compromete as fases subsequentes de desenvolvimento. Para mitigar esse problema, este trabalho introduz o DIP-AI, um framework de descoberta para guiar a exploração em estágio inicial nessas iniciativas. Ancorado em um estudo terciário, o framework harmoniza processos técnicos das normas ISO/IEC/IEEE 12207 e ISO/IEC 5338 à abordagem ágil do Design Thinking, além de incorporar as matrizes 5W2H e GUT para gerenciamento de riscos e priorização. A validação da proposta deu-se por meio de uma estratégia multi-método: (i) um estudo de caso empírico em um projeto indústria-academia; (ii) uma avaliação controlada com pós-graduandos em Engenharia de Software e IA; e (iii) entrevistas semiestruturadas com coordenadores de projetos de inovação. Embora os resultados confirmem a utilidade e o valor estratégico do DIP-AI para mitigar riscos e alinhar stakeholders, também evidenciam barreiras de sobrecarga cognitiva no manuseio do framework. Em função disso, concebeu-se uma ferramenta assistiva baseada em Modelos de Linguagem de Grande Porte (LLMs), que foi avaliada qualitativamente por meio de um Focus Group com profissionais do mercado. Os resultados demonstram que a abordagem integrada framework-ferramenta reduz a fricção metodológica inicial, acelera a curva de aprendizado e desperta forte intenção de adoção contínua. Como contribuição acadêmica, esta pesquisa preenche um gap metodológico na literatura de ER para IA, fornecendo um modelo conceitual rigoroso e replicável. Para a indústria, a entrega consolida-se como um ativo relevante e aplicável, capacitando organizações e equipes multidisciplinares a estruturarem a descoberta de problemas complexos de IA com maior previsibilidade, reduzindo desperdício de recursos e maximizando o sucesso e a sustentabilidade de produtos.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationMARTINS, M. C. A discovery framework for AI innovation projects. 2026. 198 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15643
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Informática - INF (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEngenharia de requisitospor
dc.subjectDescobertapor
dc.subjectSistemas de IApor
dc.subjectProjetos de inovaçãopor
dc.subjectRequirements engineeringeng
dc.subjectDiscoveryeng
dc.subjectAI systemseng
dc.subjectInnovation projectseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.titleA discovery framework for AI innovation projects
dc.title.alternativeUma abordagem para descoberta de projetos de IA e inovaçãopor
dc.typedoctoral thesis

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