Hmm, Gehirntransplantation mit anschließender Wäsche desselben - ein großer Wurf.
Direkt einsteckbar und pinkompatibel kannst du höchstwahrscheinlich knicken.
Willst du einfach das Chassis, den Fahrschemel, weiterverwenden, dazu noch IR-Sensor (Line Follower), Bumper und fertig?
Dann ist es gut machbar. Dafür reichen viele PIC-Typen aus. Da reicht dann auch ein 16F877 (28pin), den kriegt man handgefädelt auf eine direkt in die AVR-Fassung steckbare Adapterplatine. Volle Funktionalität könnte schwierig werden, weil der Asuro funktional vermutlich ziemlich massgeschneidert um den AVR herum gebaut ist.
Allerdings würde ich für ein neu zu startendes Projekt heute keinen Midrange-PIC mehr verwenden, sondern einen PIC24. Die Midrange-Typen sind zwar total vielseitig, sind aber für meinen Geschmack ziemlich mager ausgestattet mit den Brot- und Butterkomponenten wie PWM, Timern und externen Interrupts; Speziell Timer/Counter für die Odometrie sind dort sehr knapp. Bei den PIC24 (oder auch dsPIC30) hat man deutlich mehr Reserven. Auch die Code-Segmentierung würde ich mir heute gerne ersparen(, scheue selbst noch vor dem Umstieg zurück wegen dem Rückschritt beim Knowhow).