本季延续一辆专属于阳光森林幼儿园的人工智能校巴与小朋友们的故事。“小朋友的安全由我来守护”，每当小朋友们陷入麻烦，百变校巴都会变身消防车、警车、救护车、救援艇和飞机赶到现场出手相助。随着故事的发展，小朋友们也逐渐学会更多安全教育与情绪管理等知识。
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当雪村千鹤来到江户时代的京都寻找她失踪的父亲时，她目睹了新选组（幕府的秘密警察和所谓的维和人员）的疯狂成员进行的血腥谋杀。
向井直也（榎木淳弥 配音）是一名性格异常认真的男子高中生，认真到有些可笑的地步。从小学1年级起，他就深深的喜欢上了自己的青梅竹马佐木咲（佐仓绫音 配音），并且以每月一次的频率向她告白，均以失败告终。一晃眼多年过去，直也和咲都升上了高中，终于，咲答应了直也的告白，成为了他的女友，真是可喜可贺。哪知道，就在两人刚刚顺利交往没多久，班上另一个名叫水濑渚（和气杏未 配音）的女孩也向直也告白了。认真的直也无法回避内心里涌起的莫名感情，于是，他向咲提出了一个离谱的提议——他想要在和咲以及水濑同时交往。更让人目瞪口呆的是，咲竟然答应了直也的这个提议。
漫画《我与机器妹》TV动画化决定！
