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天马博士是一位制造机器人的专家。一天，他接到妻子打来的紧急电话，从电话里听到妻子哭泣的声音。她断断续续地说：“你的儿子飞雄被汽车撞了，你赶快回来！”
天马博士大吃一惊，立即乘车赶到医院，只见他的妻子抱着儿子在号啕大哭，走近一看，他的独生儿子已经死了。天马博士为此十分伤心。为了安慰妻子，他下决心制造一个像飞雄一样的机器人来当儿子。
制造一个机器人，必须花费很多钱，天马博士拿出了存在银行里的全部存款，但是还不够。这时候，住在美国的日本人须井柄知道了这个消息，愿意向天马博士捐赠巨款，可是有个条件，制造的新机器人完成后，必须借给须井柄一天。天马博士同意了这个条件。
天马博士组织了一批人，立刻开始投入地制造“少年机器人”。不久，飞雄被制造出来了。少年机器人能看，能听，能笑，还能叫爸爸、妈妈，天马博士快乐极了。他将飞雄带回家中。儿子一下子扑到妈妈怀里，妈妈也十分喜爱。
第二天清晨，飞雄醒来后，伸手一拉窗帘，就把窗帘拉坏了。妈妈进来后，飞雄说：“妈妈，晚安！”妈妈纠正说：“应该说早安。”并且问他怎么把窗帘拉坏了。爸爸进来后笑着说：“他刚造出来不久，还不会调节自己的力气呢！”
饭后，爸爸和飞雄走进一家服装店。普通的衣服，飞雄一穿就破。爸爸对店主说：“还是给他一套用树脂做的特别衣服吧！”
飞雄在门外看到扫地的机器人，他很想和它一起玩耍，爸爸却叫机器人“走开”。飞雄非常伤心。爸爸叫飞雄赶快去看书，不准同机器人玩。飞雄看书的速度很快，不到一个小时，就看完了好多书。
有件事使飞雄很不愉快——机器人一看到他，就躲得远远的。后来，他一打听才知道，这些机器人很怕飞雄的爸爸。他由此认为机器人是奴隶，变得闷闷不乐，回到家里问母亲：“妈妈，你说我是人，还是机器人？”妈妈说：“你是我的儿子。”飞雄认为妈妈在说谎，她内心根本不觉得他像飞雄。
飞雄很爱洗冷水澡，爸爸认为这是胡来，因为机器人身体里面有很多电子线路。爸爸说：“他这是在学死去的飞雄，死去的飞雄很爱洗冷水澡。”为了这件事，爸爸还对妈妈发了火，说这是乱弹琴。
有一天，妈妈去上晚班，天忽然下起了暴雨。这时，飞雄立刻穿过窗口腾空飞了出去。爸爸急忙问他：“去哪儿？”飞雄一边飞一边回答：“去接妈妈。”爸爸不禁叹口气道：“他像人，但毕竟和人不一样。他是一个高级机器人。”
飞雄出生已经一个月了。须井柄根据约定，向飞雄的爸爸天马博士借飞雄一天。在这一天里，飞雄见了不少世面，长了不少知识。
须井柄带飞雄到了飞机场。可是，根据规定，机器人乘飞机，必须同货物一样处理。飞雄被取下能量后，与货物一起被运到了美国。下了飞机，飞雄看到那里的人把机器人当出气筒，用棍子打机器人。须井柄大叔说：“打人是犯法的，打机器人目前还不算犯法。”飞雄听了十分难过。
他们来到须井柄的办公室。刚坐下，门铃响了，是机器人贝利来了。须井柄给他们作了介绍。飞雄见到机器人同伴，非常高兴。奇怪的是，贝利头上居然没有头发。他问了之后才知道，贝利的头发都被人拔光了。这时，须井柄大叔嚷道：“贝利，外面有人要来抓你。”贝利说：“我不怕。我好不容易争取到户口，今天我要去登记。”须井柄大叔对飞雄说：“你保护他去登记。”临行时，他还说，“飞雄，有人捣乱，你就替我干掉他！”飞雄接受任务后，腾空飞出去保护贝利。
贝利来到市政府大楼，市长给他报上了户口。正在这时，外面来了不少人，他们叫嚷：“贝利，你这个臭奴隶，臭机器人！”市长见到这个情况，对贝利说：“你还是从后门出去吧，从正门出去你会被砸烂的。”贝利说：“我必须坚持从正门出去，我已经是人啦，谁伤害我，谁就犯法。”贝利从市政府大楼出来后，立即被人群包围。人们使劲地拆他的脑袋、身体和四肢。飞雄在高空中，实在没有办法保护贝利，只能眼看他受害。
人们还不罢休，一起来到须井柄的办公室外，要他滚出来，问他为什么要和机器人在一起。须井柄早有准备，对那些人说：“你们敢来？”说罢，拉开西服，裤带周围都是手榴弹。那些人都给吓跑了。
一天的时间到了。临别前，须井柄大叔对飞雄说：“再过几分钟，你就要回日本了。我忠告你，快离开天马博士！因为他把你当作工具，今后你会不幸的。”可是，飞雄回答说：“不，他是我爸爸。”