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許多年以后的某一天，胡迪他們原本平靜的生活再次被打破，主人家新添了一個智能機器人。這個機器人有著最先進的程序，它看不起這些傳統(tǒng)的玩具們，認為它們老舊又無趣。

智能機器人開始搶占玩具們的地盤，還經(jīng)常向小主人獻殷勤，試圖讓小主人只喜歡自己。胡迪決定帶領大家反抗，他們先是聯(lián)合起來制造一些小麻煩給智能機器人，比如故意在它要展示功能時設置障礙。

但這并沒有讓智能機器人退縮，反而更加變本加厲。就在玩具們感到絕望的時候，小主人發(fā)現(xiàn)智能機器人的冷漠，它只是機械地執(zhí)行命令而沒有感情。相比之下，胡迪他們充滿溫情和回憶。于是小主人重新重視起這些傳統(tǒng)玩具，把智能機器人放到角落。玩具們歡呼起來，又恢復了往日的歡樂時光，它們深知友情和陪伴才是最重要的，無論科技怎么發(fā)展也替代不了。

然而，沒過多久，小主人參加了一場科技展。在展會上，他看到了一款超級智能的互動玩具，這款玩具不僅擁有超高的智商，還有模擬情感的能力。小主人被深深吸引，將其帶回了家。

這個新玩具剛到家就表現(xiàn)出極大的親和力，它主動找胡迪聊天，還表示很羨慕玩具們之間深厚的友誼。胡迪他們一開始很警惕，但慢慢地發(fā)現(xiàn)這個新玩具并無惡意。

新玩具告訴他們，外面的世界正在快速變化，有許多像它一樣的新型玩具渴望真正的友誼，而非僅僅競爭。胡迪聽后深受觸動，他決定帶著伙伴們走出房間，去外面的世界看看。

于是，胡迪帶領著玩具們踏上了奇妙的旅程，他們要去尋找更多可以成為朋友的新型玩具，也要把友情的真諦傳遞出去，從此開啟了一段充滿未知與驚喜的冒險之旅。

胡迪和伙伴們走出家門后，發(fā)現(xiàn)外面的世界充滿了各種各樣新奇的東西。他們來到了一個巨大的玩具集市，這里到處都是新型玩具。有的玩具能夠在空中自由飛翔，有的玩具可以變換成各種形狀。

胡迪他們有些不知所措，但還是鼓起勇氣上前打招呼。剛開始，新型玩具們對這些傳統(tǒng)玩具投來了異樣的眼光，可是當胡迪講述了他們之間的故事后，新型玩具們漸漸露出了友善的笑容。

他們一起玩耍、分享彼此的經(jīng)歷。胡迪發(fā)現(xiàn)，盡管大家形態(tài)各異、功能不同，但對友誼的渴望是相同的。

然而，就在這時，一陣狂風突然刮起，原來是一個巨型清潔機器人誤闖進了玩具集市。它不分青紅皂白地開始清掃，許多小玩具四處奔逃。胡迪大喊一聲，所有玩具團結起來，利用各自的優(yōu)勢對抗清潔機器人。最終，成功阻止了它。這次事件之后，玩具們的關系變得更加緊密，胡迪知道，他們的友誼之旅還很長很長。

經(jīng)過這場風波，胡迪和伙伴們在玩具集市更受尊重了。他們繼續(xù)探索，遇到了一個神秘的玩具屋。屋里傳出美妙的音樂聲，好奇的他們走進屋內(nèi)。里面有一個古老的音樂盒玩偶，她說自己知曉許多玩具的秘密往事。

音樂盒玩偶告訴他們，在遙遠的地方有一座玩具城堡，如果能到達那里，就能找到一種神奇的力量，可以讓所有玩具永遠不會被拋棄。胡迪心動了，決定帶領伙伴們前往。

途中，他們遭遇一條由廢舊電池組成的大蛇。大蛇不斷噴出電流攻擊，胡迪指揮大家相互配合，有的吸引大蛇注意力，有的趁機破壞大蛇的關節(jié)。經(jīng)過艱苦戰(zhàn)斗，終于打敗大蛇。

最后，他們抵達玩具城堡。在這里，他們找到了一顆散發(fā)著光芒的水晶球。觸摸水晶球的瞬間，所有玩具都感受到一股溫暖的力量注入體內(nèi)。他們知道，從此以后，不管在哪里，只要心中懷著對友誼的信念，就永遠不會被遺忘、被拋棄。隨后，他們帶著這份美好的祝福返回小主人家中。

回到家后，小主人看到胡迪他們平安歸來，特別開心。玩具們將在玩具城堡中的奇遇講給小主人聽，小主人驚訝不已。

這天晚上，家里卻突然闖入了一伙盜賊。盜賊們翻箱倒柜，弄出很大動靜。胡迪他們意識到危險來臨，決定保護家園。他們悄悄溜到盜賊必經(jīng)之路，利用自身特點設下重重機關。彈簧狗拉長身體絆倒盜賊，土豆先生偽裝成嚇人的模樣嚇唬盜賊。胡迪則站在高處指揮作戰(zhàn)。

就在盜賊們快要崩潰時，警笛聲傳來，原來鄰居聽到動靜報了警。盜賊們被一網(wǎng)打盡。小主人第二天醒來，發(fā)現(xiàn)家里安然無恙，他抱起胡迪感激萬分。

從那以后，小主人更加珍惜這些玩具。胡迪和伙伴們也繼續(xù)快樂地生活著，偶爾他們還會回憶起在外冒險的日子，那些經(jīng)歷讓他們更加明白友誼的珍貴以及守護家庭的意義。

一天，小主人帶回了一個來自外太空主題公園的外星玩具。這個外星玩具長得奇形怪狀，而且說著大家聽不懂的話。起初，大家對外星玩具很排斥，害怕它帶來不好的事情。但胡迪想起之前他們對待其他新朋友的態(tài)度，決定先嘗試接納。胡迪努力通過手勢和簡單動作跟外星玩具交流，慢慢地，外星玩具理解了胡迪的善意。它開始用自己獨特的方式表達友好，展示它來自外太空的奇特能力，像是發(fā)出奇異光線照亮黑暗的角落。其他玩具見狀也紛紛加入進來。一次，小主人不小心把外星玩具遺落在了公園里，胡迪組織大家展開營救行動。他們克服了種種困難，如躲避公園里其他大型游樂設施的干擾，避開調(diào)皮孩子的捕捉。最終成功找回外星玩具。這件事過后，外星玩具徹底融入了這個大家庭，胡迪和伙伴們的友誼也因為新成員的加入變得更加豐富多彩，他們繼續(xù)在小主人身邊幸福地生活著。

一天，小主人參加學校的手工比賽，他決定制作一個全新的玩具。小主人投入了大量精力，終于做出了一個獨一無二的紙藝玩具。這個紙藝玩具來到家中后顯得十分靦腆。胡迪第一個上去歡迎它，帶著它熟悉環(huán)境，并把大家一一介紹給它。