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戴尔－史普纳下班之后，在酒吧里喝着啤酒，看着电视新闻对兰尼博士的报道，并且对这位机器人之父的生平进行了介绍：他的梦想就是让每一个家庭都能够拥有一台机器人。这勾起了戴尔－史普纳的回忆。
机器人面世的时候是2年，当时史普纳还小——小时候的史普纳是由弗莱迪－海默饰演的，这个长得像精灵一般的俊俏小子顿时让不少记者都兴奋了起来，史普纳的父亲因为机器人的出现而丢失了工作，其后又因为机器人的故障而导致了身体残疾，这使得史普纳幸福的家庭开始出现了裂痕。父亲的颓废和消沉，让原本爱笑的小戴尔也逐渐失去了笑容。小戴尔开始怀念家中原本的旧物件，比如老旧的dvd播放器，比如匡威运动鞋，再比如奶奶手工制作的派。
后来，戴尔的父母死于一场车祸，也是那一场车祸让小戴尔认识了法伯—电影开始时向他借车钥匙的小男孩。法伯的父母也死于那一场车祸，那是因为机器人出现故障而导致的连环车祸，当时已经成年的戴尔与法伯成为了车祸中唯二的幸存者。在那之后，法伯被另外一个家庭领养了，但是他几乎每天都会和戴尔混在一起，而且也时常出现在戴尔的祖母家。
两个对于机器人都没有好感的孩子，却是跨越了年龄的差距，成为了至交好友。
这时，观众顿时都明白了过来，为什么戴尔－史普纳对于机器人有着近乎仇恨的厌恶，而法伯那个小伙子和祖母对于史普纳来说又意味着什么：因为这是他在世界上唯一亲近的亲人了。当然，开场时史普纳住在旧式公寓里，使用着老式家具的画面，也立刻得到了解释。
不过，开场的那一场车祸又是什么呢？那场车祸之中·史普纳已经成年，而另外一辆车子里的孩子是个小女孩，而且在画面中，史普纳的车窗有一名机器人闯了进来·意味着他即将得救。如果机器人拯救了史普纳，那么他对机器人的看法是否有发生改变？
电影解开了部分悬念，将戴尔－史普纳的故事变得完整，却还有更多的悬念等待解释。当然，最重要的还是兰尼博士到底发生了什么，桑尼的智能化是个例还是普遍，这又代表了什么？
短短五分钟不到的画面·塞入了大量的信息，却将整个故事情节的发展捋了清楚。.
上司兼好友的约翰来到了史普纳的身边，将史普纳从回忆里拉了回来。经过约翰的提醒，史普纳决定顺着桑尼给出的线索继续挖掘下去，桑尼提到兰尼博士受到了惊吓，那么博士为什么会惊吓呢？史普纳决定到兰尼博士的家中去探查一番。
原本预定第二天上午八点，将会有机器人将兰尼博士的家摧毁，可是史普纳进去之后没有多久·就发生了意外。因为有人将机器人的程度设定修改为今天晚上八点运行，这也就意味着，史普纳还在屋子里·机器人就会开始摧毁这栋房子。
史普纳只来得及坐下来，从电脑里得知了兰尼博士关于“机器中的幽灵”的演讲，可就在这时，机器操控的起重机就开始拆毁屋子了。在一片断垣残桓之中，史普纳侥幸逃生，但他却受伤了，而且察觉到了这其中的异常。头部受伤的史普纳来到了苏珊－卡尔文的家里，了解到所谓“机器中的幽灵”就是指，机器人也许会自然进化。
史普纳提出了第一个可能性，也许兰尼博士发现了机器人出现问题·而uqr公司的总裁却不希望这个消息传播出去，所以囚禁了兰尼博士，并且谋杀了他。但是苏珊－卡尔文却否定了这种可能性，两个原本就互相看不顺眼的人终于爆发了第一次争吵。戴尔－史普纳厌恶机器人，而苏珊－卡尔文却对机器人百分百的信任，这种价值观的不同让两个人无法相容。
这时·一大批的ns5上市，取代了旧版的ns4，几乎占据了整个家庭，潜在的危险要开始浮出水面，这就是垄断的弊端，当usr公司的机器人可能出现问题，这就意味着没有人能够相抗衡了。与此同时，史普纳的祖母中奖了，她也赢得了一台ns5机器人，这让史普纳产生了强烈的不安感。虽然祖母劝史普纳要忘记过去，因为这些年来都证实了机器人的可靠性，但史普纳依旧无法释怀。
经过祖母的提醒，史普纳想到了汉森和葛迪尔童话故事，在森林里迷路时，一点点的面包屑就是找到回家之路的指引。史普纳开始尝试将一点点的面包屑收集起来。
同时，苏珊－卡尔文接到了命令，要前去销毁产生异变的桑尼，在销毁之前，她需要对桑尼进行一系列的诊断。但是桑尼和她之间的对话，却让苏珊－卡尔文震惊了，因为桑尼说到，“我想，如果能不死那就好了，是吗？博士。”这意味着，桑尼产生了对死亡的理解和恐惧。
另外一边，开始收集面包屑的史普纳，却遭受到了强烈的阻击。usr公司的总裁似乎不希望史普纳调查真相，于是派出了ns5部队去消灭史普纳。在地下隧道之中，两辆ns5运载汽车开始狙击史普纳。ns5机器人扑到史普纳的汽车上，说着“你死于车祸”，然后开始消灭史普纳，阴谋的面目逐渐显露了出来