Через дефис может писаться не только одно слово, но и сочетание слов. Это могут быть сочетания с приложениями (город-герой, студент-первокурсник, программа-открывашка), сочетания-повторы (умница-разумница), сложные термины (альфа-частица) и др. Бывают очень разные случаи, единого правила для всех не существует. Подробнее можно посмотреть в «Правилах русской орфографии и пунктуации» под ред. В. В. Лопатина. Правда, вопрос о применении в таких сочетаниях кавычек там не рассматривается. Скорее всего, Вы правы, и в первых приведенных Вами примерах (мальчик-«умница», программа-«открывашка») лучше закавычить всё словосочетание. Что касается третьего (экс-«Интеграл»), то надо разбираться, что имеется в виду, и решать вопрос о кавычках в зависимости от смысла (к чему относится приставка экс, что такое Интеграл и т. д.).

Корректно: встретимся завтра в «Электротеатре "Станиславский"». 

В данном случае возможно использование кавычек.

Нет оснований писать эти термины с большой буквы. Рекомендуем писать строчными буквами и без кавычек: большие данные, искусственный интеллект, машинное обучение. Кавычки могут использоваться в случае, если термин употребляется на русском языке впервые (или очень недолго) и неизвестен читателям текста.

Лучше закавычить слово "заказали". Слово киллер возможно.