Human-AI Programming Role Optimization: Developing a Personality-Driven Self-Determination Framework

Thesis title: Human-AI Programming Role Optimization: Developing a Personality-Driven Self-Determination Framework
Author: Valový, Marcel
Thesis type: Dissertation thesis
Supervisor: Buchalcevová, Alena
Opponents: -
Thesis language: English
Abstract:
In 1967, Marvin Minsky envisioned minds—biological and artificial—collaborating beyond their individual limitations. That same year, Brian Randell captured software engineering’s irreducibly social nature as the “multi-person construction of multi-version programs.” Today, the prophecy becomes reality. Artificial intelligence, that ‘man-made yet alien’ presence, transforms the very nature of collaborative programming itself. This dissertation optimizes human-AI programming roles through self-determination theory and personality psychology. As developers encounter AI collaboration—experiencing a technological thrownness into unprecedented relational dynamics—frameworks must emerge that harmonize human agency with algorithmic augmentation. The research employs Design Science Research across five systematic cycles: Cycle 1 explores personality-role causal relationships through behavioral science methods. Cycles 2 & 3 adopt pragmatist axiology to design and extend the Role Optimization Motivation Alignment (ROMA) framework with AI integration. Cycle 4 develops an ISO/IEC 29110 Software Basic Profile & Agile Guidelines extension for Very Small Entities, while Cycle 5 validates through in-situ test artifacts and empirical triangulation, engaging 200 experimental participants and 46 interview respondents. Results demonstrate that ROMA significantly enhances self-determination and team dynamics through personality-driven role optimization in both human-human and human-AI (“Human ⧉ AI”) collaborative contexts. Five distinct personality archetypes emerge: The Explorer (high Openness), The Orchestrator (high Extraversion/Agreeableness), The Craftsperson (high Neuroticism/low Extraversion), The Architect (high Conscientiousness), and The Adapter (balanced profile). Personality-aligned role assignments increase intrinsic motivation by an average of 23% among professionals and up to 65% among undergraduates, with AI mode selection (Co-Pilot, Co-Navigator, Agent) proving crucial for self-determination need satisfaction. The dissertation contributes: (1) an empirically-validated framework linking personality traits to programming role preferences and self-determination outcomes; (2) a taxonomy of AI modalities mapped to personality profiles while preserving human agency; and (3) an ISO/IEC 29110 extension enabling VSEs to implement personality-driven role optimization within established standards.
Keywords: artificial intelligence; human-computer interaction; behavioral software engineering; self-determination theory; design science research; ISO/IEC 29110; personality psychology; phenomenology; role optimization; intrinsic motivation; pair programming
Thesis title: Harmonizace lidské povahy s umělou inteligencí: Vývoj rámce sebeurčení pro společnou tvorbu kódu
Author: Valový, Marcel
Thesis type: Disertační práce
Supervisor: Buchalcevová, Alena
Opponents: -
Thesis language: English
Abstract:
Psal se rok 1967, když Marvin Minsky snil o myslích – těch lidských i těch křemíkových – jak překračují hranice svých osamělých možností. Téhož roku zachytil Brian Randell neodmyslitelně společenskou povahu softwarového inženýrství slovy o ,,více-lidské konstrukci více-verzových programů”. Dnes se proroctví stává skutečností. Umělá inteligence – člověkem stvořená, a přece mu cizí – mění samu podstatu tvoření programů. Tato práce hledá příhodný způsob rozdělování rolí mezi lidi a stroje při psaní kódu. Opírá se přitom o teorii sebeurčení a poznání lidské povahy. Vývojáři, náhle vrženi do nového způsobu spolupráce se stroji, se potřebují opřít o soustavu, jež by sladila lidskou vůli s mocí algoritmů. Bádání postupuje pěti cykly dle zásad vědy o návrhu: První zkoumá metodami behaviorální vědy a kritického realismu, jak povaha člověka určuje jeho roli. Druhý a třetí, vedeny pragmatickou axiologií, budují a rozšiřují soustavu Role Optimization Motivation Alignment (ROMA) o spolupráci s umělou inteligencí. Čtvrtý cyklus tvoří rozšíření základního softwarového a agilního profilu normy ISO/IEC 29110 pro velmi malé společnosti, pátý pak vše ověřuje pokusem a fenomenologickými rozhovory s dvěma sty experimentálními účastníky a šestačtyřiceti vypravěči. Výzkum ukázal, že ROMA skutečně posiluje sebeurčení a soudržnost skupin, když optimalizuje role dle povahy, ať již jde o spolupráci člověka se strojem či člověka s člověkem („Human ⧉ AI”). Vynořilo se pět povahových obrazů: Průzkumník (zvídavý a otevřený), Dirigent (společenský a přívětivý), Řemeslník (citlivý a samotářský), Stavitel (svědomitý a pořádný) a Proměnlivec (vyrovnaný ve všem). Když lidé dostávají úkoly podle své povahy, roste jejich vnitřní zápal – u zkušených o čtvrtinu, u žáků až o dvě třetiny. Volba způsobu, jak stroj pomáhá (druhý pilot, spolu-navigátor či samostatný činitel), se ukázala být klíčová pro udržení duševní pohody. Práce přináší trojí užitek: (1) pokusem ověřenou soustavu, jež spojuje povahové rysy s tím, jaké úlohy programátor rád vykonává a jak sám sebe určuje; (2) rozdělení způsobů, jak člověk může s umělou inteligencí jednat při zachování svébytnosti, přiřazené k různým povahám; (3) doplněk k vybraným profilům mezinárodní normy, aby i nejmenší společnosti mohly rozdělovat práci dle povah svých lidí.
Keywords: věda o návrhu; umělá inteligence; behaviorální softwarové inženýrství; fenomenologie; psychologie osobnosti; spolupráce člověka se strojem; optimalizace rolí; párové programování; teorie sebeurčení; vnitřní motivace; ISO/IEC 29110

Information about study

Study programme: Aplikovaná informatika
Type of study programme: Doktorský studijní program
Assigned degree: Ph.D.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Informatics and Statistics
Department: Department of Information Technologies

Information on submission and defense

Date of assignment: 22. 3. 2021
Date of submission: 8. 6. 2025
Date of defense: 2025

Files for download

The files will be available after the defense of the thesis.

    Last update: