Hypothesis Generation

Geração Científica de Hipóteses

Visão Geral

Geração de hipóteses é um processo sistemático para desenvolver explicações testáveis. Formule hipóteses baseadas em evidências a partir de observações, projete experimentos, explore explicações concorrentes e desenvolva previsões. Aplique essa habilidade para investigação científica em diversos domínios.

Quando Usar Essa Habilidade

Essa habilidade deve ser usada quando:

• Desenvolver hipóteses a partir de observações ou dados preliminares
• Projetar experimentos para testar questões científicas
• Explorar explicações concorrentes para fenômenos
• Formular previsões testáveis para pesquisa
• Conduzir geração de hipóteses baseada em literatura
• Planejar estudos mecanísticos em domínios científicos variados

Aprimoramento Visual com Esquemáticos Científicos

⚠️ OBRIGATÓRIO: Todo relatório de geração de hipóteses DEVE incluir pelo menos 1-2 figuras geradas por IA usando a habilidade scientific-schematics.

Isso não é opcional. Relatórios de hipóteses sem elementos visuais estão incompletos. Antes de finalizar qualquer documento:

1. Gere no mínimo UM esquemático ou diagrama (ex.: marco de hipóteses mostrando explicações concorrentes)
2. Prefira 2-3 figuras para relatórios abrangentes (via mecanística, fluxograma de design experimental, árvore de decisão de previsões)

Como gerar figuras:

• Use a habilidade scientific-schematics para gerar diagramas com qualidade de publicação alimentados por IA
• Simplesmente descreva seu diagrama desejado em linguagem natural
• Nano Banana Pro gerará, revisará e refinará o esquemático automaticamente

Como gerar esquemáticos:

python scripts/generate_schematic.py "your diagram description" -o figures/output.png

A IA gerará automaticamente:

• Imagens com qualidade de publicação com formatação apropriada
• Revisão e refinamento através de múltiplas iterações
• Acessibilidade garantida (amigável para daltonismo, alto contraste)
• Salvamento de outputs no diretório figures/

Quando adicionar esquemáticos:

• Diagramas de marco de hipóteses mostrando explicações concorrentes
• Fluxogramas de design experimental
• Diagramas de via mecanística
• Árvores de decisão de previsões
• Diagramas de relacionamento causal
• Visualizações de modelo teórico
• Qualquer conceito complexo que se beneficie de visualização

Para orientação detalhada sobre criação de esquemáticos, consulte a documentação da habilidade scientific-schematics.

Fluxo de Trabalho

Siga este processo sistemático para gerar hipóteses científicas robustas:

1. Compreender o Fenômeno

Comece esclarecendo a observação, questão ou fenômeno que requer explicação:

• Identifique a observação central ou padrão que necessita explicação
• Defina o escopo e limites do fenômeno
• Anote restrições ou contextos específicos
• Esclareça o que já é conhecido versus o que é incerto
• Identifique o(s) domínio(s) científico(s) relevante(s)

2. Conduzir Busca Abrangente de Literatura

Pesquise literatura científica existente para fundamentar hipóteses em evidências atuais. Use tanto PubMed (para tópicos biomédicos) quanto busca web geral (para domínios científicos mais amplos):

Para tópicos biomédicos:

• Use WebFetch com URLs do PubMed para acessar literatura relevante
• Pesquise por revisões recentes, meta-análises e pesquisas primárias
• Procure por fenômenos semelhantes, mecanismos relacionados ou sistemas análogos

Para todos os domínios científicos:

• Use WebSearch para encontrar artigos recentes, pré-impressões e revisões
• Pesquise por teorias estabelecidas, mecanismos ou marcos conceituais
• Identifique lacunas na compreensão atual

Estratégia de busca:

• Comece com buscas amplas para entender o panorama
• Restrinja a mecanismos, vias ou teorias específicas
• Procure por descobertas contraditórias ou debates não resolvidos
• Consulte references/literature_search_strategies.md para técnicas de busca detalhadas

3. Sintetizar Evidências Existentes

Analise e integre achados da busca de literatura:

• Resuma a compreensão atual do fenômeno
• Identifique mecanismos estabelecidos ou teorias que podem se aplicar
• Anote evidências conflitantes ou pontos de vista alternativos
• Reconheça lacunas, limitações ou questões sem resposta
• Identifique analogias de sistemas ou domínios relacionados

4. Gerar Hipóteses Concorrentes

Desenvolva 3-5 hipóteses distintas que possam explicar o fenômeno. Cada hipótese deve:

• Fornecer explicação mecanística (não apenas descrição)
• Ser distinguível de outras hipóteses
• Basear-se em evidências da síntese de literatura
• Considerar diferentes níveis de explicação (molecular, celular, sistêmico, populacional, etc.)

Estratégias para gerar hipóteses:

• Aplique mecanismos conhecidos de sistemas análogos
• Considere múltiplas vias causativas
• Explore diferentes escalas de explicação
• Questione suposições em explicações existentes
• Combine mecanismos de formas inovadoras

5. Avaliar Qualidade da Hipótese

Avalie cada hipótese contra critérios de qualidade estabelecidos de references/hypothesis_quality_criteria.md:

Testabilidade: A hipótese pode ser testada empiricamente? Falsabilidade: Que observações a desprovariam? Parcimônia: É a explicação mais simples que se ajusta à evidência? Poder Explicativo: Quanto do fenômeno ela explica? Escopo: Que alcance de observações ela cobre? Consistência: Ela se alinha com princípios estabelecidos? Novidade: Oferece novas perspectivas além de explicações existentes?

Anote explicitamente os pontos fortes e fracos de cada hipótese.

6. Projetar Testes Experimentais

Para cada hipótese viável, proponha experimentos ou estudos específicos para testá-la. Consulte references/experimental_design_patterns.md para abordagens comuns:

Elementos de design experimental:

• O que seria medido ou observado?
• Que comparações ou controles são necessários?
• Que métodos ou técnicas seriam usados?
• Que tamanhos de amostra ou abordagens estatísticas são apropriados?
• Quais são possíveis confundidores e como abordá-los?

Considere múltiplas abordagens:

• Experimentos de laboratório (in vitro, in vivo, computacionais)
• Estudos observacionais (transversais, longitudinais, caso-controle)
• Ensaios clínicos (se aplicável)
• Experimentos naturais ou designs quasi-experimentais

7. Formular Previsões Testáveis

Para cada hipótese, gere previsões específicas e quantitativas:

• Declare o que deve ser observado se a hipótese estiver correta
• Especifique direção e magnitude esperadas de efeitos quando possível
• Identifique condições sob as quais previsões devem se manter
• Distinga previsões entre hipóteses concorrentes
• Anote previsões que falseabilizariam a hipótese

8. Apresentar Output Estruturado

Gere documento LaTeX profissional usando o template em assets/hypothesis_report_template.tex. O relatório deve ser bem formatado com caixas coloridas para organização visual e dividido em texto principal conciso com apêndices abrangentes.

Estrutura do Documento:

Texto Principal (Máximo 4 páginas):

1. Resumo Executivo - Visão geral breve em caixa de resumo (0,5-1 página)
2. Hipóteses Concorrentes - Cada hipótese em sua própria caixa colorida com explicação mecanística breve e evidência-chave (2-2,5 páginas para 3-5 hipóteses)
   • IMPORTANTE: Use \newpage antes de cada caixa de hipótese para evitar transbordamento de conteúdo
   • Cada caixa deve ter ≤0,6 páginas no máximo
3. Previsões Testáveis - Previsões-chave em caixas âmbar (0,5-1 página)
4. Comparações Críticas - Caixas de comparação prioritária (0,5-1 página)

Mantenha texto principal altamente conciso - apenas informações essenciais. Todos os detalhes vão para apêndices.

Estratégia de Quebra de Página:

• Sempre use \newpage antes de caixas de hipótese para garantir que comecem em páginas novas
• Isso evita que o conteúdo transborde dos limites da página
• Caixas LaTeX (tcolorbox) não quebram automaticamente entre páginas

Apêndices (Abrangentes e Detalhados):

• Apêndice A: Revisão de literatura abrangente com citações extensas
• Apêndice B: Designs experimentais detalhados com protocolos completos
• Apêndice C: Tabelas de avaliação de qualidade e avaliações detalhadas
• Apêndice D: Evidências complementares e sistemas análogos

Uso de Caixas Coloridas:

Use os ambientes de caixa personalizados de hypothesis_generation.sty:

• hypothesisbox1 até hypothesisbox5 - Para cada hipótese concorrente (azul, verde, roxo, azul-petróleo, laranja)
• predictionbox - Para previsões testáveis (âmbar)
• comparisonbox - Para comparações críticas (cinza aço)
• evidencebox - Para destaques de evidência de apoio (azul-claro)
• summarybox - Para resumo executivo (azul)

Cada caixa de hipótese deve conter (mantenha conciso para limite de 4 páginas):

• Explicação Mecanística: 1-2 parágrafos breves (máx. 6-10 sentenças) explicando COMO e POR QUÊ
• Evidência-Chave de Apoio: 2-3 tópicos com citações (apenas evidência mais importante)
• Premissas Centrais: 1-2 suposições críticas

Todas as explicações detalhadas, evidência adicional e discussões abrangentes pertencem aos apêndices.

Prevenção Crítica de Transbordamento:

• Insira \newpage antes de cada caixa de hipótese para iniciá-la em uma página nova
• Mantenha cada caixa de hipótese completa em ≤0,6 páginas (aproximadamente 15-20 linhas de conteúdo)
• Se o conteúdo exceder isso, mova detalhes adicionais para Apêndice A
• Nunca deixe caixas transbordarem dos limites de página - isso cria PDFs ilegíveis

Requisitos de Citação:

Objetivo: citação extensa para apoiar todas as afirmações:

• Texto principal: 10-15 citações-chave apenas para evidência mais importante (mantenha conciso para limite de 4 páginas)
• Apêndice A: 40-70+ citações abrangentes cobrindo toda a literatura relevante
• Total alvo: 50+ referências em bibliografia

Citações em texto principal devem ser seletivas - cite apenas os artigos mais críticos. Toda citação abrangente e discussão detalhada de literatura pertence aos apêndices. Use \citep{author2023} para citações parentéticas.

Compilação LaTeX:

O template requer XeLaTeX ou LuaLaTeX para renderização apropriada:

xelatex hypothesis_report.tex
bibtex hypothesis_report
xelatex hypothesis_report.tex
xelatex hypothesis_report.tex

Pacotes requeridos: O pacote de estilo hypothesis_generation.sty deve estar no mesmo diretório ou no caminho LaTeX. Requer: tcolorbox, xcolor, fontspec, fancyhdr, titlesec, enumitem, booktabs, natbib.

Prevenção de Transbordamento de Página:

Para evitar que conteúdo transborde em páginas, siga estas diretrizes críticas:

1. Monitore Comprimento de Conteúdo da Caixa: Cada caixa de hipótese deve caber confortavelmente em uma única página. Se o conteúdo exceder ~0,7 páginas, provavelmente transbordará.

2. Use Quebras de Página Estratégicas: Insira \newpage antes de caixas que contenham conteúdo substancial:

   \newpage
   \begin{hypothesisbox1}[Hipótese 1: Título]
   % Conteúdo longo aqui
   \end{hypothesisbox1}
   

3. Mantenha Caixas de Texto Principal Concisas: Para o limite de texto principal de 4 páginas:

   • Cada caixa de hipótese: Máximo 0,5-0,6 páginas
   • Explicação mecanística: Apenas 1-2 parágrafos breves (máx. 6-10 sentenças)
   • Evidência-chave: Apenas 2-3 tópicos
   • Premissas centrais: Apenas 1-2 itens
   • Se o conteúdo for mais longo, mova detalhes para apêndices

4. Quebre Conteúdo Longo: Se uma hipótese requer explicação extensa, divida entre texto principal e apêndice:

   • Caixa de texto principal: Visão geral breve do mecanismo + 2-3 pontos de evidência-chave
   • Apêndice A: Explicação mecanística detalhada, evidência abrangente, discussão estendida

5. Teste Limites de Página: Antes de cada caixa nova, considere se o espaço de página restante é suficiente. Se menos de 0,6 páginas permanecerem, use \newpage para iniciar a caixa em uma página nova.

6. Gerenciamento de Página de Apêndice: Em apêndices, use \newpage entre seções principais para evitar transbordamento em áreas de conteúdo detalhado.

Referência Rápida: Veja assets/FORMATTING_GUIDE.md para exemplos detalhados de todos os tipos de caixa, esquemas de cor e padrões de formatação comuns.

Padrões de Qualidade

Garanta que todas as hipóteses geradas atendam a esses padrões:

• Baseadas em evidência: Fundamentadas em literatura existente com citações
• Testáveis: Incluam previsões específicas e mensuráveis
• Mecanísticas: Expliquem como/por quê, não apenas o quê
• Abrangentes: Considerem explicações alternativas
• Rigorosas: Incluam designs experimentais para testar previsões

Recursos

references/

• hypothesis_quality_criteria.md - Marco para avaliar qualidade de hipótese (testabilidade, falsabilidade, parcimônia, poder explicativo, escopo, consistência)
• experimental_design_patterns.md - Abordagens experimentais comuns em domínios (ECRs, estudos observacionais, experimentos de laboratório, modelos computacionais)
• literature_search_strategies.md - Técnicas eficazes de busca para PubMed e fontes científicas gerais

assets/

• hypothesis_generation.sty - Pacote de estilo LaTeX fornecendo caixas coloridas, formatação profissional e ambientes personalizados para relatórios de hipóteses
• hypothesis_report_template.tex - Template LaTeX completo com estrutura de texto principal e seções abrangentes de apêndice
• FORMATTING_GUIDE.md - Guia de referência rápida com exemplos de todos os tipos de caixa, esquemas de cores, práticas de citação e dicas de solução de problemas