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21世紀(jì)中期，由于溫室效應(yīng)，南北極冰川融化，地球上很多城市被淹沒(méi)。此時(shí)，人類(lèi)科技已經(jīng)高度發(fā)達(dá)，人工智能機(jī)器人就是人類(lèi)發(fā)明出來(lái)用以應(yīng)對(duì)惡劣自然環(huán)境的科技手段之一，而且，機(jī)器人制造技術(shù)已經(jīng)高度發(fā)達(dá)，先進(jìn)的機(jī)器人不但擁有可以亂真的人類(lèi)外表，還能感知自身的存在。莫妮卡的兒子馬丁重病住院，生命危在旦夕，為了緩解傷痛的心情，她領(lǐng)養(yǎng)了機(jī)器人小孩大衛(wèi)（海利?喬?奧斯蒙特 飾），大衛(wèi)的生存使命就是愛(ài)她。馬丁蘇醒，恢復(fù)健康，回到了家里，一系列的事情使大衛(wèi)“失寵”，最后被莫妮卡拋棄。在躲過(guò)機(jī)器屠宰場(chǎng)的殘酷追殺后，大衛(wèi)在機(jī)器情人喬（裘德?洛 飾）的幫助下，開(kāi)始尋找自己的生存價(jià)值：渴望變成真正的小孩，重新回到莫妮卡媽媽的身邊。誰(shuí)也不知道他能否完成自己的心愿，脫胎換骨成為真正的人，等待他們的只是兇吉難料的旅程……