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大災害から5年。復興のためのロボットは技術の発展を促し、人々の生活に欠かせないものとなっていた。練馬大学の第7研究室。そこでは天馬午太郎とお茶の水博志が、新たな試作機・A106に次世代型の人工知能「ベヴストザイン」を搭載しようと奮戦中。とはいえ研究費はもう使い切ってしまったから、バイトは欠かせない。今日もテーマパーク・メカシティでのバイトの時間がやってきた。ふたりは慌てて研究室を飛び出していく-。

国立練馬大学の大学院で定期報告会が開かれる。研究室の予算を決めるその大事な会議に、天馬午太郎とお茶の水博志も参加していた。他の研究室の報告を聞きながら、ライバル心を燃やす午太郎と無邪気な博志。そんなふたりが第7研究室を留守にしている間、そこに忍び込んでいる人影があった。ひとりはお茶の水の妹、蘭。もうひとりは第1研究室の天才、堤 茂理也の妹、茂斗子。そしてもうひとつ忍び寄る大きな影…。

第7研究室にやってきた怪しい男。それは便利屋「マルヒゲ」の伴 健作だった。健作は、依頼を受けて、ペットロボット・マロンを探していたのだ。そこに茂斗子も姿を見せて、午太郎と博志をアルバイトで雇い、A106を使うことを提案する。ところが健作は、探偵は人間にしかできない仕事と主張し、A106をロボット探しに使うことに反対する。「よし、じゃあA106と勝負しろ!」。天馬たちと健作の探偵勝負の行方は?

練馬大学の学園祭、「練大祭」。午太郎と博志の第7研究室も、模擬店ストリートのはずれに屋台を出していた。バイト代だけではA106の部品代が払えないので、模擬店でお金を稼ごうというのだ。そしてうどんをつくるのは第7研究室のロボット・A10シリーズたち。「今日は第7研究室の総力戦さ!」と博志。A106は蘭と一緒に7研うどんの宣伝に出かけていった。熱心に働くロボットたちだがなぜかA105の姿がない…。

Ａ106とともにアルバイトにやってきた天馬とお茶の水。そこは探偵のマルヒゲが社長を務める「マルヒゲ運送」だった。Ａ106を見て、心のないロボットには仕事は任せられないと主張するマルヒゲ社長。ところが、そこにお得意のお嬢さんから急な引っ越し依頼が入ってしまい、マルヒゲ社長は天馬とお茶の水、そしてＡ106を働かせることにする。現場に到着した天馬とお茶の水を待っていたのは、なんと茂斗子だった！

どうすればお茶の水にアプローチできるか思案中の茂斗子。そんな時、第7研究室（ナナケン）からお茶の水が飛び出してくる。Ａ106の修理を巡って天馬とケンカをしたのだ。天馬に腹を立てているお茶の水に第1研究室の茂理也が近づき、お茶の水をイチケンへと誘う。そんな状況を見ていた茂斗子は、お茶の水に「どうして天馬と一緒に研究をしているの？」と尋ねる。そこで、お茶の水は天馬との出会いを語り始めた……。

お茶の水の妹・蘭は都立三宝寺高校のロボット研究部員。ロボット研究部はロボコン出場を前に試行錯誤を繰り返していた。だが人間型ロボットの制作は難しく、蘭以外の部員たちの中に迷いが広がる。そこにやってきた部のＯＢであるお茶の水は、自分たちが蘭の足手まといではないか、と悩む部員にアドバイスをする。そしてついに訪れたロボコン当日。災害救助をシミュレーションする競技会で三宝寺高校は実力を発揮できるか！

Ａ106をロボット・レスリングにエントリーした天馬とお茶の水。初めてロボレスを目の当たりにしたお茶の水は、激しいバトルにうろたえる。一方「俺たちのＡ106に敗北はない！」といつも通り強気の天馬。Ａ106の１回戦の対戦相手はモヒカーン・バッソ。遠隔操作型の第１世代とはいえそのパワーはあなどれない。さらに、この会場にはマルスのオーナー、Dr.ロロもきっといるはずなのだ。緊張の中、いよいよ試合が始まる。

相手にダメージを与えず、機能だけを停止させるという離れ技を見せたＡ106。完全自律思考型のその姿に会場だけでなく、出場者たちも熱狂する。ところがＡ106のボディは深刻なダメージを受けていた。体幹を支えるダイボールレギュレーターが焼き付いてしまったのだ。代わりの部品を探してお茶の水や俊作、茂斗子が駆けずり回る。果たして替えのパーツは見つかるのか！　そして、その様子を静かに眺めているDr.ロロは……。

決勝戦はバトルロイヤル形式で行う。ディフェンディングチャンピオン、マルスのオーナーであるDr.ロロからの思わぬ提案にロボレス会場は衝撃に包まれた。同じ条件で参戦したすべてのライバルを打倒するのがマルスだと、宣言するDr.ロロ。盛り上がる会場をよそに、蘭はＡ106が充電している様を見つめる。Ａ106は今、何を“考えている”のか…。「プロトコル・スタンバイ。返信を求む」。そしていよいよ決勝戦が始まる。

バトルロイヤル形式のロボレス決勝戦。残ったのは自律型ロボット、Ａ106とマルスのみ。マルスの素早い攻撃を正確にかわし、ブーストジャンプを繰り出すが、マルスも避ける。天馬はそれを見て「マルスはこれまでのヤツとは違う。さっさと仕留めないと、ほかの連中のようにバラバラにされるぞ！」と叫ぶ。その不安をお茶の水も共有していたその時、Ａ106はマルスに無線で話しかけていた。「マルス。応えてほしい」

「ああ、僕はこのまま、ひとりで壊れていくんだな」。ロボレスの決勝戦を“思い出す”Ａ106。Ａ106が再起動した時、お茶の水が見せてくれたのはロボレス大会の優勝トロフィーだった。フラッシュバックする記憶の中に蘇るロボレスでの試合風景。Ａ106の中に次々と蘇っていくさまざまなメモリ。徐々に修理されていくＡ106。Ａ106の中に目覚めようとしているものは何なのか……。