C3PO é um protocolo Droid

De acordo com Wookieepedia , sua finalidade é:

to assist sentients in their relations with one another. Protocol droids were programmed mostly for etiquette, and were often used as translators between sentients or between sentients and computers. They were generally designed to look like the sentients they would be serving; for example, 3PO-series protocol droids were humanoid.

They possessed knowledge about various cultures and customs, both to advise those for whom they were working, and to ensure their own behavior was diplomatic and culturally sensitive.

Portanto, como o C3PO era um dróide de protocolo da série 3PO, faz sentido que o C3PO se assemelhe a um humanóide, pois é com isso que ele está trabalhando. O que seria mais natural para você: conversar com alguém usando um dróide que se parece com um dróide astromecânico, se abaixando para falar com ele ou falando com um robô projetado por um humanoide.

R2-D2 é um Droid Astromech

Agora, eles são descritos por Wookieepedia como:

a type of droid that served as an automated mechanic, performing a variety of repair duties and often serving as an adjunct or substitute for a nav computer on smaller starships. Astromech droids could also use the mainframes of larger ships to their advantage. Many starfighters relied on astromech copilots.

Considerando-se como parte de seus deveres, eles precisam sair de uma nave estelar, sendo preferível o uso portátil para que o trabalho seja feito rapidamente; seria muito mais difícil andar em uma espaçonave do que simplesmente dirigir com rodas.

A outra parte dessa citação que eu gostaria de chamar sua atenção é o fato de que eles são usados em caças de caça; são naves ágeis e relativamente pequenas, projetadas para lutar. Se você tivesse um robô humanóide, isso requer muito mais espaço para encaixar um dróide astromech em vez do design compacto e pequeno que eles já possuem.

O OP também aponta que o design não humanóide

is probably more inefficient for grabbing tools and repairing

Eu não já me lembro de ter visto um ponto em que o R2 precisava "pegar" uma ferramenta. Wookieepedia lista seu equipamento de bordo como incluindo:

• Buzz Saw
• Elétrico Pike
• Soldador de fusão
• Link Scomp
• Acoplador de recarga de energia
• foguetes impulsionadores
• Holoprojector

Então, ele está bem equipado, sem necessidade de outras ferramentas para pegar!

Portanto, não, R2 não deve ter um design humanóide e o design humanóide da 3PO é apropriado quando você leva em consideração seus respectivos objetivos e onde eles cumprem seus respectivos deveres!