這是一個跨越三代人的愛情故事。
故事發生在未來，這一天馬丁家迎來了一個新成員，北美機器人制造公司的機器人來到了他們家，1
安德魯為全家人宣讀了機器人的三大法則，第一絕對不能傷害人類，第二絕對服從人類命令，第三機器人要保護自己。自從安德魯來了以後，家裡事情都歸安德魯做。打掃房間，陪孩子玩，做飯，修理東西等等，
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馬丁的大女兒不喜歡安德魯，一次看家裡沒人，大女兒讓安德魯從樓上往下跳，為了服從命令，安德魯只能跳下去摔傷了。
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為了不破壞馬丁一家人的感情，安德魯沒有和主人說出跳樓原因，馬丁還是非常生氣，他教訓兩個女兒，要把安德魯當成自己的家人看待，有一天安德魯陪著兩個小姐在海邊玩，二小姐把自己最心愛的水晶馬給安德魯看，安德魯不小心把水晶馬摔碎了，小姐非常傷心很不高興，安德魯也非常自責，他回來潛心學習，決心用木頭給二小姐雕一個馬，
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晚上二小姐回到房間看見了一個栩栩如生的木頭馬，非常的喜歡，他告訴安德魯，這是我收到的最好禮物，馬丁也非常驚訝，他拿著木雕馬問安德魯，這是你做的嗎？安德魯回答說是，
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有天晚上馬丁聽見地下室傳來音樂聲，他走下去看見安德魯正在安靜的聽音樂，
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馬丁越來越感覺到安德魯不光有自己的想法，有自學能力，還能表達情感。馬丁知道二小姐喜歡安德魯，安德魯也喜歡二小姐，所以他就叫安德魯多陪二小姐玩，
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馬丁也經常教安德魯許多人類的生活常識，甚至還教安德魯說笑話，二小姐和安德魯慢慢建立了深厚的感情，她還教安德魯彈鋼琴。十幾年後二小姐長成了亭亭玉立的淑女，大小姐卻成為了玩世不恭的小太妹。馬丁為安德魯建立了自己的私人賬戶，因為安德魯自己做的工藝品很掙錢。
一天安德魯和二小姐閒談，邊談邊幹活，不小心切斷了手指，馬丁帶安德魯到北美機器人公司去修復手指，安德魯趁機要求公司給他整容，提供表情豐富的臉，公司的人說整容費用很高，安德魯拿出他的存款給老闆看，老闆說你一個月的工資比我一年的工資都高。安德魯順利的整容了。二小姐和安德魯談論自己戀愛的事兒，也表達了她對安德魯的喜歡，可是安德魯是個機器人，麻木不仁。二小姐要和別人結婚，希望安德魯能穿上衣服，給他當招待，安德魯生平第1次穿上衣服變成了一個小帥哥。
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12年後，安德魯堅持不懈的學習，學習讓他越來越成熟，越來越像一個真正的人，他跟二小姐提出來，他想得到自由，二小姐支持他，於是他找到馬丁，要求得到自由，而且把他掙的所有錢都給了馬丁，用來買自由，他不想成為別人的財產。馬丁最終還是同意了，但是他趕走了安德魯，安德魯走以後，馬丁感覺到了深深的失落，安德魯在海邊為自己設計了1棟房子，有空他就坐在海邊閱讀，學習，畫畫。房子裡的傢俱，還做各式各樣的工藝品都是他自己做的，他不光養活了自己，他還很有錢，
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16年後的某一天，二小姐找安德魯，原來他的主人馬丁要去世了，想見一見安德魯。馬丁告訴安德魯說他很後悔把他趕走。安德魯也非常的傷心。馬丁去世以後，安德魯突然有了新的想法，他想去尋找一個和他一樣有個性的機器人。於是他一個人獨自四處尋找，每到一處地方，他都會給二小姐寫一封信，報告他的情況，這一走就是十幾年。
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結果讓他很失望，和他同一型號的機器人大多數都報廢了，直到有一天在一個小鎮上安德魯發現了一個又唱又跳非常活潑的女機器人，他一直尾隨著這個女機器人到家，在這裡他知道了他的來歷。原來他是羅伯特博士父親發明的。
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後來，羅伯特博士的父親，建立了自己的公司，父親死後，羅伯特博士就接手了現在的公司，他剛才看見的那個又唱又跳活潑的女機器人，是羅伯特博士的作品，他給機器人裝了個性的芯片，現在羅伯特博士能夠做出具有人類外表的機器人。安德魯聽了非常的羨慕，他要求具有人類的外表可以付錢給羅伯特博士。安德魯終於實現了願望，他被羅伯特博士改變成了一個具有人類外表的機器人，當他具有人類外表後，安德魯迫不及待的回去找二小姐，
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可是他眼前的這個女孩雖然長得像二小姐，卻不是二小，她是二小姐的孫女珀夏，如今的二小姐已經是個老太太了。
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慢慢的相處，珀夏也對羅伯特有了好感，可是二小姐因為年紀太大就要過世了。安德魯趕到醫院去見二小姐。二小姐手裡握著安德魯送給他的木馬，閉上了眼睛，安德魯非常難過，但是他無法流淚，無法表達自己心痛的感覺。他又找到羅伯特博士，要求升級。羅伯特博士給安德魯裝上了人類的器官，安德魯具有了觸覺等，升級以後的安德魯去找珀夏。原來兩個人相處的過程當中，安德魯發現自己愛上了珀夏。可是珀夏始終認為他是機器人。為了能和珀夏在一起，安德魯要求羅伯特博士再給他升級。這次他具有了男人所具備的一切，除了不能生孩子，
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珀夏其實很早就喜歡安德魯了，現在安德魯已經像一個正常的男人，珀夏也感到了，於是他們倆住在了一起，
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安德魯希望人類能夠認可他和珀夏的婚姻，於是安德魯向法院申請結婚，但是沒有被批准。
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一晃幾十年過去，珀夏慢慢變老了，快要死了。她望著還很年輕的安德魯，希望退出他的生活，但是安德魯決心和珀夏一起變老。他說我寧願身為人類而死，而也不願身為機器人而永生。又是羅伯特博士幫助了他。
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這次他以一個老人的身份提出結婚要求。法官們都被感動了，他們承認了安德魯的人類身份，最後安德魯以200歲的高齡和愛人珀夏結婚，並一起離開了人世。
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