O japonês de 49 anos mudou-se para o Reino Unido em 1995 para estudar engenharia automóvel com um doutoramento em Vehicle Dynamics and Control.

A sua carreira no desporto motorizado começa em 2003 com a British American racing onde fica até 2005 como engenheiro de pneus.

Em 2006 junta-se à Renault como engenheiro de performance na equipa de testes, pouco tempo depois é promovido à equipa principal e trabalha com pilotos como Nelson Piquet Junior e Romain Grosjean.

No início da época de 2011 é promovido a engenheiro de corrida e em 2012 começa a trabalhar com Romain Grosjean, durante este período formou um laço com o piloto francês conseguindo nove pódios e chegando até a lutar por vitórias em 2013.

Em 2015 é promovido a engenheiro de corrida chefe.

Com a saída de Romain Grosjean para a recém formada Haas em 2016, Ayao segue o piloto francês para a equipa americana onde atua como engenheiro de corrida do mesmo e passados 8 anos, o japonês consegue a honra de liderar uma equipa de Fórmula 1 levando a equipa ao sétimo lugar na sua primeira época como team principal.