Ao Gennai ist die zentrale menschliche Protagonistin des Frame Arms Girl-Animes. Sie ist eine Oberschülerin im ersten Jahr, die allein in ihrer Wohnung lebt, während ihre Eltern im Ausland arbeiten. Ihr Vater ist der Kapitän eines Luxusliners und ihre Mutter arbeitet an seiner Seite, sodass Ao unabhängig in Japan lebt, um ihre gewählte Oberschule besuchen zu können. Diese Lebenssituation hat sie erfinderisch gemacht, und sie finanziert sich selbst durch Nebenjobs, da ihre Eltern keine große finanzielle Unterstützung bieten.

Ao hat eine fröhliche, kontaktfreudige und äußerst neugierige Persönlichkeit. Sie ist eine völlig durchschnittliche Teenagerin, die zu Beginn der Geschichte keinerlei Vorkenntnisse oder Interesse an Plastikmodellen oder dem Frame Arms Girl-Projekt hat. Ihr Leben ändert sich, als sie versehentlich Gourai aktiviert, ein kleines roboterhaftes Frame Arms Girl, das in einem mysteriösen Paket ankommt. Anfangs wird Ao durch die Zusage einer finanziellen Belohnung von der Organisation Factory Advance motiviert, die möchte, dass sie Kampf- und Emotionsdaten sammelt, indem sie Gourai und die anderen Einheiten beherbergt, die später vor ihrer Tür erscheinen.

Trotz ihres anfänglichen finanziellen Fokus entwickelt sich ihre Rolle im Laufe der Serie erheblich. Sie wandelt sich von einer etwas distanzierten Beobachterin zu einer hingebungsvollen Betreuerin und Ersatzfamilienmitglied für die Frame Arms Girls. Sie behandelt sie wie ihre eigenen Kinder oder jüngeren Schwestern, berät sie, vermittelt in ihren Konflikten und hilft ihnen, menschliche Emotionen zu verstehen. Ihre Unerfahrenheit als Modellbauerin ist ein wiederkehrendes Merkmal; sie hat oft Schwierigkeiten beim Zusammenbau von Bewaffnungen und benötigt Anleitung, meist von ihrer besten Freundin Kotobuki Bukiko, die eine begeisterte Plastikmodell-Expertin ist. Bukiko dient Ao als wichtige Quelle für technische Unterstützung und Wissen.

Ihre Motivation vertieft sich mit fortschreitender Handlung. Während die finanzielle Belohnung ein Faktor bleibt, wird ihr Hauptantrieb, die emotionale Entwicklung der Frame Arms Girls zu fördern und ihr Wohlergehen zu sichern. Ao hat mehrere bemerkenswerte Eigenheiten und Fähigkeiten. Laut Gourai kann sie manchmal töricht sein und verlässt sich oft auf andere, um Probleme zu lösen. Sie hat eine kreative Ader und führt ein Notizbuch für Gedichte, und es ist sogar bekannt, dass sie ihre Unterschrift übt. Zur Disziplinierung wendet sie eine einzigartige Bestrafung namens „Lade-Bruder“ an, bei der sie gewaltsam ein Ladekabel in ein Frame Arms Girl einführt und wieder entfernt, was eine effektive, wenn auch unkonventionelle Methode zur Aufrechterhaltung der Ordnung ist. Auf ihrer Reise wächst Ao von einer finanziell motivierten Anfängerin zu einer widerstandsfähigen und vereinenden Kraft, die das Chaos ihres Haushalts annimmt und eine familiäre Bindung zu den künstlichen Wesen in ihrer Obhut aufbaut.