Eso va a ser muy difícil.
La forma típica de hacer esto es tener dos MCU. Una con una conexión inalámbrica que puede programar las otras MCU. La MCU de programación requeriría algún firmware que pueda recibir las comunicaciones inalámbricas y girar los pines en la MCU principal para programarla. También tiene que alimentar este circuito, lo que supondrá una carga para las baterías de su juguete.
Este es un gran proyecto para hacer que un programa de MCU sea el otro, y la cantidad de personas que se beneficiarían de esto (es decir, pagar por ello) es pequeña. Es por eso que no ves esto en el mercado. Si bien es genial, el mercado no es lo suficientemente grande como para justificar los costos de desarrollo.
Si fuera usted, me concentraría en hacer que las señales de programación sean accesibles sin quitar el PCB del juguete. Hay muchas maneras de hacerlo utilizando conectores de fantasía o incluso "contactos" cargados por resorte que tocan las brocas metálicas del juguete.
A veces, el enfoque directo es el mejor. Salta la conexión inalámbrica.