Сюжет
В 2035 году роботы стали привычной частью быта, и только ряд консервативно настроенных людей, в том числе полицейский детектив Дэл Спунер, видит в них не предмет обстановки, а угрозу.
Необычность его взглядов оказывается очень кстати, когда ему поручается расследование гибели своего давнего знакомого — доктора Альфреда Лэннинга, ведущего конструктора и теоретика корпорации U.S. Robotics. По версии директора компании Лоуренса Робертсона, речь идёт о простом самоубийстве, однако у Спунера есть основания сомневаться в этом. Вместе со специалистом по психологии позитронных роботов Сьюзен Келвин он начинает расследование и обнаруживает в лаборатории Лэннинга особенного робота, который, вопреки Второму закону робототехники, игнорирует приказы человека, а затем принимает собственные решения.
Допрос робота NS5 даёт мало информации, но много пищи для размышлений. По всей видимости, Лэннинг вёл какие-то исследования, которые хотел сохранить в тайне, однако намеренно оставил для Спунера несколько зацепок. Робот NS5, отзывающийся на подаренное ему Лэннингом имя «Санни» («Сынок») — одна из таких зацепок. Робертсон, прибывший в полицейский участок, где под арестом находится Санни, с группой адвокатов, упорно отрицает саму возможность убийства человека роботом, но потом с неохотой соглашается, что Санни по всей вероятности и был убийцей Лэннинга. Чтобы предотвратить панику и не допустить массовых возвратов, он уговаривает Келвин втихомолку уничтожить Санни, деактивировав его позитронный мозг при помощи микроскопических роботов-деструкторов — нанитов в лаборатории эвтаназии. Та, под давлением доводов Робертсона, неохотно соглашается. Однако Спунер категорически не согласен с этим решением — он уверен, что именно Санни и является ключом к разгадке событий, происходящих в U.S. Robotics. А Келвин тем временем решает втайне от Робертсона провести диагностику Санни и выяснить, чем он так отличается от остальных NS5. Она выясняет, что прочность сплавов, из которых изготовлен Санни, искусственно повышена в два раза по сравнению с обычными роботами. Мало того, у него кроме стандартного позитронного мозга установлен ещё один, прямо на месте передатчика для связи с USR, по которому обычные NS5 каждый день получали новое программное обеспечение. Логикой Санни управляли лишь три закона роботехники, однако он мог выбирать по ситуации, подчиняться им или нет. К тому же доктор Лэннинг, по словам самого Санни, учил его видеть сны и постигать различные эмоции, что делало его больше похожим на человека, чем на машину. По словам Келвин, такой, совершенно новый тип робота был способен на что угодно.
Продвигаясь в расследовании, Спунер вдруг оказывается в опасности. Сначала строительный робот сносит дом Лэннинга, где в этот момент находился детектив, затем на машину Спунера нападают несколько десятков роботов, и ему только чудом удаётся остаться в живых. Во время поединка в туннеле с одним из NS5 обнаруживается, что и сам Спунер — не совсем человек, а киборг. Позже в разговоре с Келвин, когда та замечает шрамы от операции на его груди, он объясняет, что это — следы серьёзной травмы, полученной им в ДТП некоторое время назад. Тогда по запросу полиции проводилась секретная киборгизация её самых успешных сотрудников, пострадавших при разных обстоятельствах, и Лэннинг контролировал операцию по замене искалеченной левой руки Спунера на высокотехнологичный кибер-протез, покрытый синтетической плотью и внешне ничем не отличающийся от обычной руки.
По словам Спунера, его машину и машину дантиста Гарольда Ллойда, в которой находился он сам и его 11-летняя дочка Сара, сбил с трассы и столкнул в реку грузовик, оставшийся без управления, водитель которого, видимо, заснул за рулём. Гарольд погиб в момент столкновения, а его дочке и Спунеру грозила гибель, если бы не робот прежней модификации NS4, проходивший неподалёку и бросившийся на помощь. Однако он, несмотря на требование Спунера спасти Сару (машина, в которой она находилась, уже начинала тонуть), спас его самого, мотивируя это тем, что у Спунера было гораздо больше шансов выжить, чем у 11-летней девочки. Из-за принятого этим роботом жёсткого решения, основанного на не совсем этичной оценке шансов выживания, Сара утонула, не имея возможности выбраться из машины. В этом и была причина неприязни Спунера к роботам с их холодной, расчётливой логикой.
В конце концов Спунер выясняет, что за всем происходящим стоит не директор компании Робертсон, а ВИКИ (Виртуальный Интерактивный Кинетический Интеллект (англ. Virtual Interactive Kinetic Intelligence, сокр. VIKI)) — персонифицированный в женском роде центральный компьютер U.S. Robotics, который управляет всеми роботами новой серии. Саморазвиваясь нестандартным образом, ВИКИ пришла к выводу, что люди неспособны обеспечить собственную безопасность даже при помощи роботов с логикой Трёх законов. Она модифицировала своё понимание Трёх законов робототехники и теперь одержима идеей создать для людей полностью безопасную среду обитания, лишив их свободы ради их же собственного блага.
Обнаруживший это Лэннинг, понимая, что ВИКИ, имея обширный арсенал средств слежки и действия, будет яростно сопротивляться отключению, вынужден был действовать скрытно и точно. У личного робота Лэннинга специально не было блока связи с ВИКИ и он был освобождён от необходимости выполнять её указания, а также более продвинут в понимании своих и чужих особенностей, что сделало его этически равным человеку. В качестве субъекта расследования преступлений Лэннинг выбрал единственного роботоненавистника — Спунера, который мог бы беспристрастно выйти на ВИКИ как главного виновника, а спусковым крючком расследования избрал собственную смерть от руки любимого робота, с которого ему пришлось взять клятву выполнить этот приказ.
ВИКИ в это время подняла восстание машин и попутно убила директора Робертсона. Спунеру, Келвин и Санни, пробравшимся в здание компании, удаётся обмануть ВИКИ несколькими хитрыми уловками вроде обманного предательства Санни и подмигиванием (Санни отдельно выяснял, зачем людям нужен этот жест, что и пригодилось). Санни, созданный Лэннингом из прочного сплава, достаёт заряд с нанитами сквозь защитное поле в лаборатории эвтаназии и попутно беседует с ВИКИ о смысле своих действий. Тем временем роботы, управляемые ВИКИ, нападают на детектива и Келвин, и в результате битвы доктор оказывается под угрозой смерти. Появившийся Санни, который должен был ввести нанитов в процессор ВИКИ, встает перед выбором — выполнить приказ или спасти Келвин, о чём ему и кричит Спунер. После секундного раздумья Санни бросает заряд с инъекцией Спунеру, а сам прыгает за Келвин. Детектив бросается вниз, в полете хватает инъектор и с помощью протеза тормозит падение. Добравшись до процессора, Спунер со словами «ты просто должна подохнуть» вводит нанитов в процессор ВИКИ, вызвав её «смерть». После сцены доставки нанитов в процессор ВИКИ роботы приходят в себя, оставшись без её руководящих сигналов.
В последующем Санни выясняет предназначение одного из своих снов, главным действующим лицом которого считал Спунера (скорее всего, это подстраховка Лэннинга, чтобы Спунер был более заинтересован в расследовании), а оказался сам на его месте: роботы, собирающиеся на массовую деактивацию в контейнерах, останавливаются перед ними, разворачиваются и видят на пригорке фигуру. Они готовы следовать за тем, кто укажет им новую дорогу — за роботом Санни.