故事开始男主卡特做警察在外执行任务，而妻子艾美利亚却在家里突然流血晕倒，被诊断出闭锁综合征，大脑尚健全但她的身体已经不行了。

两年后有一家叫做韦斯利的高科技公司找上门，说可以把艾美利亚的意识映射到机器人身上，这样就可以制造成艾美利亚的完美复制品。

这一天艾美利亚病逝遗体被处理，大脑被送到科技公司进行意识转移，而艾美利亚的意识载体就这样被映射到了机器人身上。

随着研究的进展，机器人艾美利亚开始恢复意识，并逐渐恢复了过去的所有记忆。她说她想卡特要见见他，却被贝壳博士限制说她没有这个权力，除非她可以说服全世界的人类接受她这样的新人类。

终于等到有一天，艾美利亚拉可以接受电视台直播采访，她表示能获得一个新的身体，再次拥有说话的能力，这是巨大的恩赐。

人类与机器人的共存问题一直是世界难题，新人类艾美利亚的出现引发了一系列有关伦理道德危机的讨论。人们难以接受艾美利亚的存在，虽然她也有人性也有幽默，但她的身体是机器人，她不是她所代表的那个人。

某天艾美利亚获得了与丈夫卡特的单独见面的机会，尽管此时的艾美利亚身体上每一个地方都与妻子死前一样，但卡特也在情感和道德两方面挣扎着。

卡特接受不了这样的事实，他掏出枪把艾美利亚枪杀了之后自杀了。

然而几周过后新的艾美利亚被韦斯利公司秘密重新塑造，关于她与卡特单独见面并被枪杀的记忆片段已被博士删除。研究员马克斯在研究艾美利的过程中逐渐喜欢上了这个新人类，打算让艾美利亚换个身体和他私奔。

电影最后，随着博士在电视的采访画面，我们了解到这家韦斯利公司实质上是把艾美利亚的生前完整记忆秘密保存在一个主机里面，并依次生产出私人伴侣系列产品。

他们用艾美利亚的大脑定制版本，外观、声音、触感都像是她自己，她拥有自己的人格但客户可以为她的记忆编程。这为影片的续集埋下伏笔。

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