Kecerdasan Buatan (Artificial Intelligence/AI) memiliki peran penting dalam mempercepat transformasi digital melalui inovasi dan peningkatan efisiensi operasional di sektor teknologi. Penelitian ini mengkaji SmartCo, sebuah perusahaan teknologi yang berupaya memperkuat tata kelola AI dengan menerapkan kerangka kerja ambidextrous COBIT 2019 yang mengintegrasikan aspek people, process, dan technology. Penelitian ini menggunakan metodologi Design Science Research (DSR), dengan pengumpulan data melalui wawancara dan kuesioner kepada stakeholder utama, serta analisis dokumen internal hingga tercapai data saturation. Prioritas Governance and Management Objectives (GMO) ditetapkan menggunakan pendekatan terstruktur yang mempertimbangkan faktor desain, praktik DevOps, regulasi terkait (Permenkominfo No. 5/2021 dan Permen BUMN No. PER-2/MBU/03/2023), serta penelitian terdahulu. Hasil pemetaan prioritas menunjukkan kebutuhan improvement pada tujuh komponen kapabilitas: proses, struktur organisasi, informasi, individu dan kompetensi, prinsip dan kebijakan, budaya dan perilaku, serta layanan, infrastruktur, dan aplikasi. Hasil penilaian tingkat kapabilitas mengidentifikasi kesenjangan pada dokumentasi proses, struktur organisasi, pelaksanaan assessment keamanan oleh pihak ketiga, serta kejelasan peran. Untuk mengatasi hal tersebut, penelitian ini menawarkan perbaikan berupa penambahan tanggung jawab tata kelola AI kepada Chief Information Security Officer dan Privacy Officer, penyempurnaan prosedur keamanan endpoint, penguatan program pelatihan dan awareness, serta adopsi tools dan regulatory tracking. Upaya-upaya ini diproyeksikan mampu meningkatkan tingkat kapabilitas tata kelola AI secara keseluruhan dari 3,32 menjadi 3,68. Roadmap implementasi yang komprehensif juga disusun sebagai panduan peningkatan tata kelola di SmartCo. Studi ini memberikan insight yang dapat diimplementasikan bagi organisasi yang ingin mendorong transformasi digital berbasis AI dan memperkaya literatur terkait penerapan kerangka kerja ambidextrous COBIT 2019.