أظهر الذكاء الاصطناعي (AI) تقدماً ملحوظاً في التفكير الرياضي، غير أن دمجه في ممارسة البحث الرياضي ما زال محدوداً. في هذه الدراسة، نستكشف كيف يمكن لنظام "الرياضي الاصطناعي" (AIM) أن يعمل كشريك بحثي، وليس مجرد حلّال لمشاكل رياضية. ونركز على مشكلة صعبة في نظرية التماثل (homogenization theory)، حيث نحلل المسارات المستقلة للتفكير التي يتبعها AIM، ونُدخل تدخلات بشرية موجهة لتنظيم عملية الاكتشاف. من خلال تحليل المشكلة إلى أهداف فرعية قابلة للحل، واختيار الطرق التحليلية المناسبة، وتحقق النتائج الوسيطة، نكشف كيف يمكن للبصيرة البشرية والحساب الآلي أن يكمل كل منهما الآخر. ويُعزز هذا النموذج التعاوني موثوقية وشفافية وقابلية تفسير الأدلة الناتجة، مع الحفاظ على الرقابة البشرية لضمان الدقة والصرامة الرسمية. يؤدي هذا النهج إلى إثبات كامل وقابل للتحقق، ويُظهر بشكل أوسع كيف يمكن للتفكير التعاوني المنهجي بين الإنسان والذكاء الاصطناعي أن يدفع بحدود الاكتشاف الرياضي إلى الأمام.